През 1911 г. войната между Италия и Турция изостря кризата в империята. За освобождението на Македония и Тракия България окончателно се ориентира към война с Турция. По внушение на Русия на 29 февруари 1912 г. между България и Сърбия е подписан съюзен договор. Към него има тайно приложение, в което Македония е разделена на "спорна" и "безспорна" зона. В чл. 2 на тайното приложение се казва, че всички територии, които ще бъдат освободени при една война с Турция, попадат под общо владение (кондоминиум) на двете съюзни държави. Ликвидирането на това положение ще стане в срок най-много от три месеца след възстановяването на мира и то на следната основа: Сърбия признава на България правото върху териториите на изток от Родопите и р. Струма. България признава правото на Сърбия върху териториите, които са разположени на север и на запад от Шар планина. Що се отнася до територията между Шар планина и Родопите, архипелага и Охридското езеро (т.е. Македония), ако двете страни се уверят, че организацията на тази територия в отделна автономна област е невъзможна, предвид интересите на българската и сръбската народност или по други вътрешни или външни причини, с тази територия ще се постъпи по следния начин: Сърбия се задължава да не дири нищо отвъд линията, почваща от връх Голям при българо-турската граница, северно от Крива паланка и свършваща при манастира Дъбовци на Охридското езеро. Областите на запад от тази линия образуват т.нар. "спорна" зона. Областите на изток от тази линия образуват т.нар. "безспорна" зона, която принадлежи на България. Руският император е определен от двете страни за "арбитър", който след приключването на войната трябвало да се произнесе дали т.нар. "спорна зона" да остане част от България или да бъде дадена на Сърбия. 

На 29 май 1912 г. е подписан "Отбранителен и съюзнически договор между България и Гърция", а в началото на септември с.г. и военна конвенция между щабовете на двете страни. Нито в договора, нито във военната конвенция обаче се съдържат някакви постановления по териториалните въпроси. Липсва каквато и да било разграничителна линия. Това се дължи на обстоятелството, че Гърция претендира за голяма част от Южна Македония със Солун, от която България не може да се откаже, още повече, че вече е направила големи отстъпки на Сърбия, съгласявайки се на дележ и създаване на "спорна зона". 

При създаването на Балканския съюз българската дипломация допуска груби грешки. В сключените договори няма достатъчно гаранции за тяхното спазване от страна на съюзниците на България. Под руски натиск България изоставя своята дотогавашна позиция за автономия на Македония и Тракия. Страхувайки се от общественото мнение и от реакцията на ВМРО, бълг. правителство запазва в тайна приложението към договора със Сърбия за дележ на Македония. 

Революционната организация активно участва в подготовката на предстоящата война срещу Турция. Цялото лято на 1912 г. Тодор Александров обикаля с чета Кукушко и Солунско. Други чети на ВМРО извършват десетки атентати срещу турски военни и административни обекти. 

С обявяването на мобилизацията в България десетки хиляди бежанци от Македония и Одринско се записват доброволци в Българската войска. Стотици българи идват от Македония и подават молби за доброволци. От четите на Организацията са сформират партизански отреди за разузнавателни и диверсантски акции в тила на турската армия. От доброволците от Македония и Одринско е сформирана специална част – Македоно-Одринско опълчение с числен състав около 15 000 души. 

Още със започването на Балканската война четите на ВМРО са в авангарда на българската армия. На много места превземат градове и села, овладяват цели райони и обезоръжават турците много преди да се появят армиите на съюзниците. 

С влизането си в Македония сърбите обаче започват да преследват по-изявените българи. Наблюдавайки поведението на сръбските и гръцките войски, ВМРО не си прави никакви илюзии относно техните истински намерения. Затова още през февруари 1913 г. Тодор Александров събира в град Щип всички по-видни войводи и разпределя задачите при една евентуална борба срещу сърби и гърци. Той изпраща и специално писмо до министър-председателя на България Иван Евстатиев Гешов, в което го запознава с поведението на сърбите и гърците в Македония. Подобно писмо е изпратено и на цар Фердинанд. 

Когато избухва Междусъюзническата война, на 16 юни 1913 г., в помощ на Българската войска ВМРО вдига въстание в тила на сръбската армия. Въстанието избухва масово в Тиквешко и Кавадарско. То завършва с неуспех поради неблагоприятния изход от войната. 

Подписаният на 10 август 1913 г. договор в Букурещ между бившите съюзници е крайно неблагоприятен за българската кауза. Македония е разделена между България, Сърбия и Гърция. Сърби и гърци окупират 90% от нейната територия. В България остава само Пиринска Македония и района на гр. Струмица. Веднага новите господари на Македония забраняват българския език, закрити са и българските училища и църкви. На гонения и унищожение са подложени българските свещеници, учители и всички проявени българи по селата и градовете.