Неизвестно, насколько обоснованными были опасения Ормизда по поводу царских амбиций своего полководца, однако резкий и оскорбительный для Бахрама — представителя одного из знатнейших в Иране рода Михран — поступок (не суливший ничего хорошего по прибытии в столицу) подтолкнул его к окончательному разрыву с шаханшахом. Бахрам направил царю ответное послание с оскорблениями в адрес монарха (в письме Ормизд был назван не сыном, а дочерью Хосрова). Фактически это было равносильно объявлению войны.

Армия Бахрама единодушно поддержала своего полководца. Популярность его среди воинов была и так велика; в дополнение же к этому Ормизд своим стремлением унизить Бахрама и отстранить его от командования безгранично преданным войском лишь усилил авторитет опального военачальника. Намереваясь использовать сложившуюся ситуацию в собственных интересах и разжигая с этой целью ненависть своих воинов по отношению к царю, Бахрам в публичных выступлениях обвинял Ормизда в пренебрежении собственным войском, желании наказать воинов за поражение в Албании и сократить им жалованье.

События в Закавказье стали своего рода сигналом для всех в Персии, кто был недоволен правлением Ормизда. На сторону Бахрама перешел персидский гарнизон, стоявший под Нисибисом. Прибывшие сюда представители Бахрама без особых усилий склонили солдат к мятежу. Направленное против Бахрама правительственное войско также вышло из повиновения. Убив командующего, воины признали своим предводителем Бахрама Чубина. Кроме того, ряды мятежной армии пополнялись множеством случайных людей, недовольных царем.

Для Ормизда IV обстановка приобретала драматический, если не сказать катастрофический, характер. Стремясь оказаться подальше от опасности, царь покинул Мидию, где пребывал во время всех последних событий, и перебрался в Ктесифон, рассчитывая, находясь в столице, подготовить ответные меры в отношении Бахрама и его сторонников. Однако, как показало ближайшее будущее, прибытие в Ктесифон стало последней (хотя, видимо, и вынужденной) ошибкой царя. Усилиями столичной знати из тюрьмы был освобожден противник царя, дядя одного из его сыновей (Хосрова) по материнской линии и сын одного из спахбедов Биндой. Под его руководством толпа вооруженных заговорщиков 6 февраля 590 г. ворвалась в царский дворец и сместила Ормизда с престола. Шаханшах попытался было уговорить Биндоя и его приверженцев одуматься и не совершать страшного преступления, но это лишь усилило накал страстей. В тронный зал были приведены жена и сын Ормизда, которых тут же, в присутствии царя, предали жестокой казни. Сам Ормизд был ослеплен, заключен в тюрьму и впоследствии убит. На трон заговорщики возвели уцелевшего (вероятно, из-за родственных связей с Биндоем) сына Ормизда — Хосрова, находившегося в это время в Азербайджане, который, как полагали Биндой и его сторонники, должен был стать послушной игрушкой в их руках.

Придя таким неожиданным для себя образом к власти, Хосров И, тем не менее, попытался восстановить контроль над ситуацией и решить главную на тот момент для себя и всей Персии проблему, а именно — урегулировать отношения с Бахрамом Чубином. После прибытия Хосрова в Ктесифон и вступления его на престол (15 февраля 590 г.) Бахраму было направлено письмо с заверениями в дружбе и обещанием сделать его в случае добровольного перехода на сторону царя вторым лицом в государстве. Однако Бахрам был непреклонен; в ответном послании он, осыпав Хосрова оскорблениями, предложил царю самому перейти на сторону восставших и получить за это высокий пост. Было ясно, что мирным путем конфликт между Бахрамом Чубином и династией Сасанидов не разрешится. Дело явно шло к гражданской войне.

Войска Бахрама и Хосрова встретились на берегах Большого Заба в верхнем его течении (как пишет Феофилакт, «на какой-то равнине, по которой протекала река, разделяя два войска» (Theophyl. IV. 9. 3). Возобновившиеся здесь переговоры вновь ни к чему не привели, Бахрам, обуреваемый жаждой царской власти и уже считавший себя фактически полновластным правителем, и слушать не хотел о подчинении Хосрову. Обе стороны приготовились к сражению. Воины Бахрама были преисполнены решимости одержать победу, тем более что их противники — солдаты Хосрова — из-за длительного бездействия и нерешительности своего предводителя впали в уныние и явно были не в восторге от предстоящего боя. В связи с этим исход состоявшейся вскоре битвы был вполне предсказуем: во время внезапного ночного нападения армия Хосрова была наголову разбита. Часть воинов была уничтожена, большинство же из них перешло на сторону Бахрама Чубина. Царь бежал с поля битвы с немногочисленным (около 30 человек) отрядом телохранителей, со своими женами и детьми.

Проведя несколько дней в блужданиях по пустынным местностям Верхней Месопотамии и раздумьях о превратностях судьбы, Хосров оказался неподалеку от византийской крепости Киркесия. Феофилакт объясняет появление здесь царя тем, что он обратился к христианской вере, после чего лошадь сама привезла его (по воле христианского Бога, конечно) к городу ромеев (Theophyl. IV. 10. 1–4). Однако более правдоподобной причиной прибытия Хосрова под Киркесий представляется отчаянное положение проигравшего решающую битву и едва избежавшего гибели Сасанида. Просить о помощи коголибо еще из могущественных соседей, кроме византийцев, Хосров не мог (единственные подходившие на эту роль соседи — тюрки — не так давно были разгромлены Бахрамом, поэтому пойти по пути Кавада, вернувшего себе трон с помощью эфталитов, у царя не было возможности). Кроме того, и раньше в критических ситуациях, подобных сложившейся, императоры и шаханшахи неоднократно поддерживали друг друга (можно вспомнить в этой связи опекунство Ездегерда над сыном императора Аркадия Феодосием). Таким образом, появление Хосрова на территории империи было не случайным.

Прибыв в Киркесий, Хосров первым делом установил контакты с Маврикием. После непродолжительной переписки в Константинополь было направлено посольство с целью заручиться поддержкой ромеев в борьбе за возвращение Хосрову узурпированной Бахрамом царской власти. В обмен на помощь персидские представители обещали вернуть империи взятый персами Мартирополь, безвозмездно уступить Дару, отказаться от Армении и других областей в Закавказье и заключить мир с империей на любых предложенных Маврикием условиях.