西面战线
施里芬计划
在战争爆发之前几年，德国总参谋长阿尔弗雷德·冯·施里芬已制定了以速战速决为主要特征的施里芬计划：先利用德国发达的铁路网，集中优势兵力在六星期内打败法国，然后将部队调往东线进攻沙俄。与此相对应，法国也制订了以两个集团军齐头并进，一举收复普法战争后被割让给德国的阿尔萨斯和洛林两省的17号计划。但战事的发展却出乎这些军事家意料，使得这两个计划皆不可行。
德军进攻
1914年8月2日，德军出兵中立国卢森堡，以取得卢森堡的铁路网。8月3日，德军对比利时不宣而战。至8月9日，德军成功攻占比利时全境，并在驱逐在比利时境内的法军回法国境内。8月21日，德军分兵五路攻向法国北部，法军失守，被逼后撤。9月3日，德军已进逼巴黎，法国政府被逼撤退至波尔多。9月5日 - 9月12日，德军与英法联军在巴黎近郊玛恩河枣凡尔登一线爆发马恩河战役，结果两败俱伤，德军只得转入战略防御，固守安纳河一线，战斗开变演变为阵地战。接著，双方爆发了奔向海边的运动战，结果英法联军被大败。德军成功夺取法国东北部的广阔领土，但始终不能截断英法两国的运输线。随后双方再爆发佛兰德会战，但双方均无重大成果，结果战事进入胶著对峙状态。
战事僵持
1915年春，英法联军趁德军主力集中在东面战线，发动了香巴尼和阿杜瓦两轮攻势。但因为沿用旧战术，而且欠缺强大火力掩护，结果被德军成功抵挡，己方反而伤亡惨重。该年4月德军反击，并首次使用毒气，使双方的损失更为惨重。结果1915年的西面战线，英法联军死伤百万人，德军亦死伤 61万人，但战事仍然胶著。
1916年2月，东面战线的压力稍为降低，德军主力再次移师西线，与法军爆发凡尔登会战。结果在激战7个多月后，德军仍不能攻取凡尔登。而英法联军为了制衡德军，在该年7月初向索姆河一线与德军爆发索姆河战役，战况更为惨烈。英军虽然在这场战争里首次使用坦克，但双方在伤亡共约 120万人后，战事仍未有重大突破，并持续至该年11月，西线再次变为胶著对峙状态，不过协约国开始掌握战争的主动权。
美国参战
1917年2月24日，美国驻英大使佩奇收到齐默曼电报，称如果墨西哥对美国宣战，德国将协助把美国西南部还给墨西哥，于是美国以此为借口，在 该年4月6日向德国宣战。1917年4月，法军于西线开展春季攻势，与德军在兰斯和苏瓦松之间进行会战，历时共一个月，但法军在伤亡10万人后却仍未有进展，引起了法国士兵的骚动。战事再度胶著，而法军因内部骚动，无力防御，只得由英军负责西线防御。在该年下半年，美国提供的装备到达欧洲，英军于是再在西线猛攻，但在损失100多万人后，仍无法改变战事的胶著状态。
最后进攻
1918年，东面战线因俄国发生十月革命并退出战争而结束，德军立即集中于西线，意图在美军到达欧洲之前，于1918年夏季打败英法两国，以扭转局势。1918年3月 - 7月，德军接连于西线发动5次大规模的攻势，头两次攻势在损兵14万后仍无所获。而美军则已到达欧洲，使协约国兵力大增。该年5月底，德军发动第三次攻势，这次成功突破法军的防线进逼至距巴黎仅37公里之地，但并不能歼灭英法联军的主力，而已方则损失13万人。在6月9日 - 6月13日这5天，德军发动第四次攻势，企图将德军在亚眠和马恩河的两个突出点接连起来，以集中兵力攻击巴黎，但并未能成功。7月15日，德军死心不惜，发动第五次攻势，但在损失15个师后，因无所获，己方军力反而消耗殆尽，只得撤退至兴登堡防线，从此只能作消极防御。
东面战线
俄国动员
1914年7月28日，奥匈帝国因为德国向其开出“空白支票”，因此信心大增，与塞尔维亚断交并对其宣战。俄国则宣布全国总动员，以支持塞尔维亚，这引起德国的不满。8月1日，德国以俄国拒绝停止全国总动员为借口向俄国宣战，并同时在西线进侵比利时。8月4日，英国因比利时为其自身安全的关键，因此对德宣战。8月6日，奥匈帝国向俄国宣战。
德俄交战
俄军乘德军在开战之初，集中兵力在西线之际，在东线向德军发起进攻。8月下旬，俄军进入东普鲁士，并逼向德国的心脏地带，德军被逼从西线线调兵回援。德国援军行动迅速，很快便抵达东线，并于科穆辛森林附近消灭数万名俄军，使得东线战局发展受到德国控制。9月11日，俄国的第一集团军再度被击败，德军进逼至俄国境内，俄军损失共25万余人。在南线方面，俄军开始时在加里西亚和布柯维纳屡次击败奥匈帝国的军队，但德国随后对奥匈帝国提供支援，结果到12月中旬，东线战事亦进入胶著状态。
1915年，德军因为西线的马恩河会战失败，决定先集中兵力击溃俄国，逼使俄国停战，从而结束东线战事，并且避免继续陷入两线作战的困局，东线于是变成主要战场。1915年5月，德奥联军以18个师和2000余门大炮，分兵两路进击俄军，并计划将俄军逼至“波兰口袋”内歼灭。双方交战8个多月，德军攻占普热米什尔、莱姆堡、伊凡哥罗德、华沙、布列斯特、维尔诺及里加，并逼使俄军撤退至从里加湾到德涅斯特河一线，俄军共损失170多万人。德军虽然大胜，但已方损失亦极大，而且并未消灭俄军主力，结果逼不到俄国投降。
土耳其参战
德国为了牵制俄国，于是答应向鄂图曼土耳其提供一亿法郎的贷款，以换取其参战。于是土耳其于1914年10月29日正式参战。并与俄国在高加索发生战斗。俄军初时作战不利，但于1915年1月发动反攻，土耳其的第九集团军被歼灭，共损失约7万多人。
意大利转投协约国
1915年5月，意大利因为英法答应在战后分得阜姆和达尔马西亚，于是投向协约国一方，对同盟国宣战。义军虽然实力较弱，交战初期即损失近30万人，但却成功拖住了奥匈帝国40个师的兵力，缓减了俄法的压力。1915年9月，保加利亚加入同盟国，并出兵30万，配合德奥联军攻击塞尔维亚，结果同盟国很快便占领塞尔维亚全境，塞尔维亚政府及军队被逼撤退至希腊的科孚岛。
俄军反击
1916年春，俄国调集3个方面军共200万人向德奥联军发动反攻，在激战一轮后，双方各损失百万兵力，但俄军兵力较多，因此逼退德奥联军，并乘胜攻进加里西亚东部地区。罗马尼亚亦于该年8月向同盟国宣战。德奥联军于是决定攻取罗马尼亚，以夺取石油和粮食补给。结果罗马尼亚首都布加勒斯特很快便失陷，德奥军队占领大部份罗马尼亚国土。
进攻君士坦丁堡
如欲得知详情，请参看加里波利之战。
协约国军队为了解除俄国在高加索被鄂图曼土耳其牵制的困局，于是决定联合进攻鄂图曼土耳其的首都君士坦丁堡。1915年初，加里波利之战爆发。协约国先后有50万士兵远渡重洋来到加里波利半岛。在靠近十一个月的战斗后，共约131,000人死亡， 262,000人受伤，结果被逼撤退。这场战役是一战中最著名的战役之一，也是当时最大的一次海上登陆作战。
十月革命
俄国本身为农奴制的经济体系，经不起东线持续的战事，结果其国内经济崩溃，工厂倒闭，失业率骤增，军火补给极度困难，士兵极度厌战。1916年冬，俄国内部各种矛盾加剧，首都莫斯科的罢工人数更达至百万人以上，结果在1917年3月(儒略历2月)“二月革命”爆发，沙皇尼古拉二世退位。但新组成的克伦斯基临时政府仍然继续战争，但又再被德奥联军击败。结果俄国工人及农民忍受不了，在1917年11月(儒略历10月)，由布尔什维克领袖列宁领导了一场武装起义，推翻了临时政府之资本主义政权，建立了苏维埃政府和第一个社会主义国家，史称“十月革命”。列宁其后与德国签署布列斯特-立陶夫斯克条约 ，并宣布退出第一次世界大战。
盟国败阵
虽然俄国退出战争，但德国的各盟国 - 鄂图曼土耳其、保加利亚及奥匈帝国却因持续作战，致使经济崩溃，国内各民族发生起义，结果无力再战，相继向协约国投降。最后德国内部亦发生政变，并向协约国投降，第一次世界大战结束。
海上战争
虽然英德两国在战前争建无畏舰，但在整次第一次世界大战却只有一次大规模的舰队主力决战，就是日德兰海战。这场战役的结果比较特别：一方面，舍尔海军上将率领的德国大洋舰队以相对较少吨位的舰只损失击沉了更多的英国舰只，从而取得了战术上的胜利；另一方面，杰利科海军上将指挥的英国主力舰队成功地将德国海军封锁在了德国港口，使得后者在战争后期几乎毫无作为，从而取得了战略上的胜利。
而另一方面，在战争初期，德国主要依靠潜艇战阻止他国对英国的物资援助，但因为美国抗议而一度中止。但当英德军情势越来越差，国内的经济亦日趋恶化时，德国在1917年1月决定恢复无限制潜艇战，即凡是在英国水域的船只，不论是敌方或是中立国的，都有可能被德国潜艇击沈，这大大影响了美国商船的航行，而且亦有美国商船被击沉的纪录，因此德美关系恶化，美国开始有对德宣战意欲，在齐默曼电报事件后，美国正式对德宣战。结果德国的无限制潜艇战反而招致了最强大的敌人 - 美国的参战。