Омуртаг титулует себя «KANACYBIГI» — канасювиги, этот титул читается на каменных надписях на греческом языке, сделанных по заказу владетеля.
В наследство от хана Крума новый правитель Болгарии получил незаконченную войну с Византией. Он продолжает опустошать византийские земли, но в том же 814 году в решающем сражении с войсками Льва V болгары потерпели поражение и в 815 были вынуждены подписать мирный договор с Византией.
25 декабря 820 года император Лев V был убит заговорщиками и на трон садится новый император Михаил II Травл. Византийский полководец Фома Славянин не признаёт нового правителя и в декабре 821 года, руководимые им мятежники, с суши и моря осадили Константинополь. Хан Омуртаг приходит на помощь Михаилу и разгромил восставших.
В 818 году славянские племена абодриты (восточная ветвь ободритов), браничевцы и тимочане, живущие по среднему течению Дуная, отделяются от Болгарской державы, собираясь найти поддержку в империи Франков. До 826 года Омуртаг безуспешно ведет переговоры с императором франков Людовиком I Благочестивым. После провала переговоров он совершает походы (в 827 и 829 годах) против славян среднего Подунавья. Одержав победу, он ставит своих доверенных лиц на место взбунтовавшихся славянских князей (в княжестве Савия (Паннонская Хорватия) князем был поставлен Ратимир) и основывает на болгаро-франкской границе пять civitates (вероятно, административно-военные области). Отношения между болгарами и франками были улажены после подписания мирного договора в 830 году.
После восстания дунайских славян Омуртаг упраздняет автономию славян и проводит административно-территориальную реформу. Страна была разделена на комитаты, во главе которых были поставлены комиты. Также хан реформирует армию. Войско было разделено на постоянную дружину и ополчение, призываемое в случае войны.
В правление Омуртага по всей Болгарии развернулось большое строительство. Была восстановлена столица Болгарии Плиска, разрушенная в 811 году императором Никифором. Там был построен новый дворец, языческий храм, обновлены городские укрепления. Был выстроен новый дворец на Дунае, о чём повествует надпись, высеченная на колонне. Надпись гласит:
Христианство правящим классом Болгарии воспринималось как религия врага, Византийской империи, и подвергалось гонениям. Во время преследований погибло более 370 видных христиан, среди которых особенно выделялись епископ Никейский Леонтий, клирики Гавриил и Сионий, чьи головы усекли мечом, священник Парод, побитый камнями, и воевода Иоанн.
Наследник престола Енравота, старший сын хана Омуртага, из-за симпатий к христианам был лишен трона. Позднее он был осужден и казнен уже после смерти Омуртага, став первым болгарским мучеником.