Случайное убийство Андроником III своего брата Мануила в сентябре 1320 г. ускорило кончину тяжелораненого Михаила IX Палеолога (12 октября 1320 г.) и привело к династическому кризису, т.к. император Андроник II официально устранил от престолонаследия братоубийцу. Наместники Фракии выступили в поддержку молодого Андроника. В ночь на 20 апреля 1321 г. Андроник Младший бежал из Константинополя в Адрианополь, где уже собралось войско под командованием Сиргиана. Иоанн Кантакузин возглавлял канцелярию и заведовал финансами с помощью Алексея Апокавка. Используя непопулярность среди населения Андроника II, обещая жителям полную отмену налогов, войска наместников взяли под контроль Фракию и Македонию. 6 июня 1321 г. конфликт закончился примирением; под управление Андроника Младшего отошла вся Фракия. В ноябре 1321 г. в результате разгоревшегося соперничества между Иоанном Кантакузином и Сиргианом тот перешёл на сторону Андроника II, что вновь обострило конфликт. Выступив в поход с Иоанном Кантакузином, Андроник III поручил свою жену и двор в городе Дидимотихе попечению матери Иоанна Кантакузина Феодоры Кантакузины. В июле 1322 г. противостояние закончилось заключением мира в Эпиватах; по его условиям императорский двор Андроника III в Дидимотихе был взят на государственное содержание. 2 февраля 1325 г. Андроник III был официально провозглашён соправителем Андроника II. Исследователи полагают, что тогда же Иоанн Кантакузин получил высшую военную должность великого доместика, хотя не исключают, что это произошло лишь в конце гражданской войны. По Псевдо-Кодину, эта должность была пожалована Иоанну Кантакузину ещё до войны Андроником II, а Андроник III пожаловал ему высший чин кесаря. В октябре 1326 г. Андроник III женился вторым браком на Анне Савойской. Во время возвращения супружеской четы из Константинополя ко двору в Дидимотих на них напали турецкие мародёры. Иоанн Кантакузин едва не погиб, организуя оборону брачного кортежа. В начале 1327 г. междоусобная борьба возобновилась. На стороне Андроника III выступил болгарский царь Михаил III Шишман, а союзником Андроника II стал сербский король Стефан Урош III. В период военных действий мать Иоанна Кантакузина вновь руководила двором и обороной Дидимотиха. По мнению исследователей, именно тогда в отношениях между императрицей Анной Савойской и Феодорой Кантакузиной возникли трения. Зимой 1327/1328 гг. жители Фессалоники подняли восстание в поддержку Андроника III; вскоре город перешёл под его контроль. Андроник III и Иоанн Кантакузин овладели Серрами, после чего сопротивление армии Андроника II было сломлено. 24 мая 1328 г. войска под командованием Феодора Синадина ворвались в Константинополь и начали расправу над приверженцами Андроника II.