意大利于1915年5月底参加协约国方面作战。它原是同盟国的成员之一，但在战争爆发后宣布中立。意大利统治阶级狡猾地向交战双方讨价还价，看谁能满足它的领土要求，就参加到哪一方作战。经过谈判，协约国答应了意大利的领土要求。1915年4月26日，英、法、俄、意四国在伦敦签订了秘密协定。根据这个协定，战后，意大利可以得到蒂罗尔南部、特伦的诺、的里雅斯特、伊斯特里亚、达尔马提亚和小亚细亚的部分领土。5月23日，意大利向奥匈宣战。
意大利参战，对整个战局并没有发生重大影响。从6月6日到12月23日，意大利出动了39个师，在依崇佐河畔举行了四次进攻，损失了几十万人，但未取得什么成就。
1915年，交战国双方都在继续进行争取保加利亚的斗争。保加利亚统治阶级也乘机向双方讨价还价，它要求得到马其顿和多布鲁查；同盟国同意了它的领土要求。保加利亚看到同盟国在东线的胜利，以为德、奥必胜，于是在1915年9月3日，同德、奥、土签订了军事协定，决定参加同盟国方面与协约国作战。
保加利亚参战后，9月底，同盟国在奥、塞边境集中了35万德、奥军队，在保、塞边境集中了30万保加利亚军队，准备给塞尔维亚以致命的打击。塞尔维亚只有25万军队在抵抗德、奥、保三国军队。10月5日，德、奥军队在麦根逊将军的指挥下，从北面进攻，占领了贝尔格莱德，把塞军压向南方。12日，保军从东面进攻，切断塞军退往希腊的道路。塞军被迫从阿尔巴尼亚和门的内哥罗之间的山间小道退往亚得里亚海；有十万名士兵和平民，因饥饿、寒冷和敌军飞机的轰炸死在道路上，另外10万人克服了重重困难才到达了海岸，以后又转移到希腊的科孚岛，继续组织抗战。在第一次世界大战中，只有塞尔维亚的斗争具有民族解放的性质，是正义的；但是，塞尔维亚却被同盟国军队占领，一直到大战结束。
在西线，交战双方为配合东线战场，也展开了多次恶战。1915年初，英、法联军按照法军总司令霞飞的计划，进行了若干次进攻，企图突破德军阵线，迫使德军退到马斯河对岸来结束战争；结果，损失了几10万士兵的生命，却一无进展。在4月间的伊普尔战役中，德军第一次使用了毒气，英、法军队骤不及防，遭到巨大损失。在这之后，英、法也使用了化学武器。这一年，德国齐伯林飞艇开始轰炸英国，这是历史上远距离对敌人大后方的第一次轰炸。战争初期，双方已把飞机用在军事上，但主要是用于侦察和指挥炮兵射击，以后才较大规模地用在战争中。
西线血战
鉴于1915年的作战经验，协约国决定来年春季同时在东、西、南线发动攻势，使敌人难以应付；同盟国则决定采取战略进攻，打败协约国的联合攻势，并在西线给法国以致命性的打击。德国参谋总部认为，开战以来，塞尔维亚已被击溃，俄国已处于瘫痪状态，意大利作用有限，法国力量也濒临枯竭，只有英国仍握有实力，并对胜利充满信心；德国要取得战争的胜利，必须击败英国。由于德国海军力量的限制，不可能直接进攻英国本土，只有从打击大陆上的英国同盟者着手，首先要摧毁法国，打掉法尔根汉所谓的“英国手中的最好剑支”。
德国统帅部决定选择凡尔登为进攻对象。因为凡尔登是协约国西线的凸出部分，如象一支矛头指向德军阵地，对深入法国和比利时的德军是很大的威胁。同时，凡尔登又是法国的著名要塞、法军阵线的枢纽、通往巴黎大道的一个强固据点。法尔根汉估计，为了保卫凡尔登，“法军指挥部将被迫把它所有的全部力量投入”。因此，他的结论是：这一次进攻，从军事方面来说，将成为“碾碎法军的磨盘”；从心理方面来说，凡尔登如果失陷，将给法国军队的士气以沉重打击。这二者加起来，会促成法国全面崩溃，从而使英国失去有力的同盟者。
德国为了进攻凡尔登，从各个战场调了17个师27万人的兵力和一千四百多门大炮。法国在凡尔登只有十万名守军和六百多门大炮。1916年2月21日，战斗开始。德军以空前强大的火力向凡尔登附近的狭窄的三角地带猛烈攻击，整整一天，密集的炮弹和燃烧弹不停地轰击，还施放了毒气。据当时的记载说：“历史上从来没有见过这样强烈的炮火，法军第一道防线全被浓烟烈火笼罩，交通壕完全被摧毁，附近森林被炸光，山头完全改变了面貌。”德军炮击以后，21日黄昏和22日，步兵主力就向法军冲击，两军展开肉搏战。法军进行殊死抵抗，伤亡惨重，但第一道防线还是失守了。25日，德军占领了控制凡尔登要塞和整个地区的都蒙高地。法军阵地被切成数段，与后方的交通线也全被断绝。凡尔登和整个法国战线的防御体系均处于千钧一发之际。
在这个紧急关头，法国政府命令贝当负责保卫凡尔登的任务。贝当认识到，要保卫凡尔登，首先必须打通凡尔登与后方的交通线。他立即组织道路抢修队，修复了原有的公路，又增辟了新的公路，并调集3900百辆汽车，在一个星期内，赶运来19万生力军和2.5万吨军火；平均每天有6000辆汽车到达凡尔登，即每十四秒钟通过一辆。法军提出的口号是“他们（德军）不得通过”，而德军则决心要攻占凡尔登。双方反复冲杀，形成了伤亡惨重的拉锯战。6月中，德军已进逼到距凡尔登只有6公里的地方，法军不惜伤亡，拼死抵抗，战斗一直持续到年底。法国全国军队70个师当中有66个师先后参加过这次战斗；德国则投入了46个师。由于法军的坚持抵抗，以及其他战线的配合，减轻了法军的压力，德军始终未能攻占凡尔登。这场大规模的流血厮杀，双方伤亡总数达百万余人。凡尔登战役是第一次世界大战中带决战性的战役，也是第一次世界大战的转折点，它标志着德国的军事进攻能力已从顶峰走向下坡路。
当凡尔登战役正进行的时候，为了牵制德军，减轻凡尔登的压力，协约国于7月1日在索姆河畔发动大规模攻势，由英军担任主攻。这是一场巨大的消耗战，双方伤亡达120万人。这次战役中，英国研制的新式武器——坦克首次投入战斗。
凡尔登和索姆河两个战役一直持续到1916年底，双方伤亡已近200万人。德国迅速取胜的企望成了泡影，形势的发展日益有利于协约国。
大战以来，英国依靠它的海军优势，对德国实行严密的海上封锁，使德国海军一直不能出海。德军物资日益匮乏，决心冲破封锁，从英国手中夺取制海权。
当凡尔登战役还在激烈进行的时候，德军指挥部命令海军出击，于5月31日至6月1日，英、德海军在北欧日德兰半岛的斯卡格拉克海峡展开了一场恶战，这就是日德兰海战。英国出动了151艘军舰，德国出动了101艘，激战结束，英舰损失14艘，德舰损失11十一艘。英国的损失虽大于德国，但英国海军实力雄厚，仍然牢牢地掌握着制海权。德国海军未能打破被动局面，只得退回海军基地，从此再也不敢贸然出海了。
在南部战线上，奥匈军队于5月15日开始向意大利军队进攻。意军不堪一击，损失惨重；奥匈军突入威尼斯平原，从后方威胁着依崇佐河意军的防线。意大利向俄国紧急求助，俄国统帅部命令布鲁西诺夫指挥俄军从6月4日起在西南战线展开全面进攻。俄军突破奥匈战线，占领布柯维纳和加里西亚的一部分，并重新占领了喀尔巴阡山山隘，俘虏了奥匈军40余万人。俄军的胜利，减轻了德军对凡尔登和奥匈军对意军的压力。
德军统帅法尔根汉因战争失利被撤职，兴登堡担任了德军总参谋长，鲁登道夫为副总参谋长。
俄军在西南战线的胜利，吸引了罗马尼亚参加协约国方面作战。8月17日，英、汉、俄、意和罗马尼亚签订秘密条约，承认罗马尼亚战后合并特兰西瓦尼亚和巴纳特。8月28日，罗马尼亚正式对同盟国宣战。9月，保加利亚军队和德军分别攻入罗马尼亚；12月，德军占领了布加勒斯特，罗马尼亚被击溃。德奥集团占领罗马尼亚后，夺取了它们所急需的粮食和石油。罗马尼亚的溃败，使协约国东部战线又延长了500公里。
1914年的战况
第一次世界大战主要在欧洲大陆进行，欧洲战场有四条战线。西线：英、法、比军队与德军对抗；东线：俄国军队与奥匈、德国军队作战；巴尔干战线：主要是塞尔维亚、门的内哥罗以及后来的罗马尼亚、希腊的军队与奥匈、保加利亚的军队作战；意大利战线：意大利军队在英、法军队支持下对抗奥匈军队。此外还有近东战线（主要是英国军队与土耳其军队作战）和高加索战线（俄国对土耳其）。其中西线和东线是主要战线，西线具有决定性作用。
德军按所谓“施里芬计划”首先在西线发起进攻。“施里芬计划”是德国陆军元帅施里芬（1833—1913）在其担任总参谋长期间所制定的德国东西两线作战的战争计划。其要点是：德国在不可避免的两线作战中，集中优势兵力在西线，只用少数兵力监视和牵制俄国军队。西线分左右两翼，左翼少数兵力仅仅守住德国洛林一带防线，强大的右翼越过比利时和卢森堡，冲入法国北部，然后南下绕过巴黎西方和南方，压逼法军主力到巴黎以东一带加以歼灭，对法军取得决定性胜利后全力转入东线打败俄国。“施里芬计划”是个速决战计划，计划六个星期内取得西线胜利，三—四个月的时间结束整个战争。“施里芬计划”低估了俄军和法军的动员与作战能力，也未估计到比利时军队的顽强抵抗和英国远征军能很快参战，因而注定要失败。后任总参谋长小毛奇对这个计划作了修改，在一定程度上加强了西线左翼和东线对付俄国的兵力，这样便削弱了西线，特别是西线右翼的兵力。
8月3日夜德军侵入比利时，但立即遭到比利时军民的顽强抵抗，5日受阻于列日炮台，以4万士兵的生命为代价夺取了这座城市，直到8月20日才前进到法比边界。从8月20日起，近百万德军分5路挺进法国北部，21日至24日，双方在沙罗瓦会战，法军失败而退。英国远征早在法国登陆以后于8月23日在蒙斯和德军交锋，也被德军击败。此后德军迅速推进。8月25日占领那慕尔，27日占领隆维，9月1日占领苏瓦松，2日占领拉昂，3日欲兰斯，前锋距巴黎仅15英里。法国政府匆忙迁往波尔多，巴黎危在旦夕。
德右纵队第五集团军继续向东南追击法第五集团军，结果远远超过了第二集团军。9月3日晚，德第一集团军到达马恩河左岸的提埃里堡。这时，小毛奇让第一集团军作第二集团军的第2梯队，并保卫德军右翼。但第一集团军没有执行这个命令，指挥军队渡过马恩河，继续向南追击，只留下1个军在马恩河北岸，防备巴黎法军的威胁。这时，法军调动和重新部署的情报频频传来，小毛奇认定法军在准备大反攻。他意识到德军第一、二集团军力量单薄，受到巴黎地区法军的严重威胁。9月4日，小毛奇决定，由一、二集团军挡住巴黎方面的法军，第三、四、五集团军对付法国其他各军。9月5日，克鲁克虽接到小毛奇的命令，但他仍不执行，继续孤军南下，给法军反攻造成了有利态势。
法军面临有利战机，但统帅霞飞开始有些犹豫，后在部下催促下决定反攻，发出第6号命令。部署是：法第六集团军北出巴黎兵营，沿马恩河向东进发，于6日跨过乌尔克河，攻击德军侧翼；英、法军其他部队同时在各自战线展开反攻。法第六集团军按计划向乌尔克河进发，5日同德第一集团军留在马恩河北的部队在乌尔克河西岸遭遇。开始，双方指挥部对这个战斗都没有重视。但是仗越打越大。到8日，克鲁克不得不将整个集团军带回马恩河北，投入战斗。加里尼也从巴黎驰援法第六集团军。法第五集团军按计划从6日开始反击，掉过头来同一直追赶它的德第一集团军厮杀，其右翼同德第二集团军的部队交火。克鲁克的德第一集团军8日被迫撤回到马恩河北，使德第一、二集团军中间出现了一个约50公里宽的大空隙。这样，德军第二集团军的右翼失去保护，面临被法第五集团军包抄的危险。
英军于9月6日开始反击，前进方向正好对着德第一、二集团军之间的空隙。虽然英军司令弗朗奇胆怯，进军缓慢，但到8日也前出到接近马恩河的地方，使德第一集团军的背后受到威胁。福煦指挥的第九集团军又将德第二集团军的左翼和德第三集团军截开，从而使德第一、二集团军处于孤立无援的危险境地。从9月5日到9月9日，马恩河一带长达200公里的战线上，硝烟弥漫，战火纷飞。
9月7日，小毛奇得知战场上的不利情况，立即于第二天派情报头目里夏德·亨茨巡视右纵队，授权他可以命令各军协同撤退；消除彼此间的空隙。9日，亨茨命令第二集团军撤退到马恩河，第1集团军停止进攻，实行后撤。小毛奇又于10日亲自命令右纵队的第一、二、三集团军撤退，其他各军停止进攻。第二天，小毛奇再次命令德军撤至努瓦茶——凡尔登一线。马恩河地区的战斗，由于德第一、二集团军的撤退告一段落。
