大战爆发后，在欧洲战场上形成了三条战线：比利时、法国北部和德、法边境构成了西线，那里主要是英、法、比三国军队对德军作战；从波罗的海南岸直到罗马尼亚构成了东线，那里是俄国军队对德、奥军队作战；沿多瑙河和萨瓦河构成了巴尔干战线，那里是奥匈军队对塞尔维亚军队作战。此外，在亚洲的南高加索，有俄、土军队交战；在两河流域和巴勒斯坦，有英、土军队交战。但第一次世界大战主要是在欧洲进行的。
坦克首次在战争中使用欧洲之所以成为这次大战的主要战场，因为欧洲是资本主义最发达、集中的地区，各帝国主义列强在欧洲也都有自己的经济利益。欧洲又是罪恶的殖民主义的策源地。经过二百多年的资本主义的发展和殖民扩张，全世界的陆地和海洋差不多都成了欧洲几个大国的殖民地和势力范围，欧洲就成了强国敌手的集中地。此外，两大军事集团的头目也都在欧洲。后起的德国要重新瓜分世界，首先就要打败拥有殖民地最多的英国，其次是法、俄等老牌殖民强国。由于欧洲对帝国主义列强有着生命攸关的利害关系，所以，帝国主义列强都把夺取欧洲霸权作为自己的首要目标。在它们看来，谁击败了欧洲的敌手，夺取了欧洲的霸权，那么，战败国的殖民地和势力范围自然地就转到了战胜国手中了。于是，欧洲就成了帝国主义两大军事集团火并的主要战场。
1914年8月4日，德军右翼首先发动突然袭击，侵入中立的比利时。德军统帅部原来以为攻占比利时是轻而易举的事，只要一个星期就可以通过比利时攻入法国。不料遇到比军的坚决抵抗，德军在列日要塞被阻三天，到8月20日才占领布鲁塞尔。在此期间，英国远征军迅速赶到了法国，22日进入了阵地。德军在占领布鲁塞尔后，分五路向法国北部挺进。22—24日，德军在沙勒罗瓦和蒙斯战役中击败英、法军队，法军全线溃退，德军继续向巴黎推进。9月3日，德军前锋距法国首都仅十五公里，巴黎人心惶惶，法国政府迁往波尔多。德国军国主义者气焰嚣张，以为施利芬计划即将实现，胜利已成定局。
法军虽然遭到重大挫折，但主力并没有削弱。法军主力部队仍按原计划那样，集中在法、德边境。法军统帅霞飞发现了德军从比利时方向进攻、法军左翼有被包围的危险等情况以后，就立即重新调配兵力，从右翼抽调兵力加强左翼——法、比前线。德军虽一再迂回，企图包围法军左翼，但由于法军比较机动、顽强，德军未能成功。于是德军改变了军队运动的方向，最初折向南方，以后又折向东南。这样，巴黎从西北面受围的威胁消除了，反而成了德军右翼的一个威胁。德军统帅部看到德军没有达到包围法军的战略德野战炮兵部队目的，而自己的右翼又处于不利地位，便放弃了把法军主力赶往东南的企图，命令中路和左翼德军全线转入进攻，来包抄法军的右翼。这样，毛奇就把解决整个战役的重点，从右翼移到了左翼，这和施利芬原来的想法是完全不同的。
9月5日到10日，法、德两国军队在马恩河进行大战，双方投入兵力共达一百五十二万人，战斗十分激烈，法军伤亡十四万余人，德军伤亡近二十万人。10日，德军被迫撤退，据守艾讷河，两军形成对峙的局面。
由于毛奇指挥不力，9月16日，法尔根汉代替了毛奇任德军统帅。9月下半月，德、法两军的战斗又重新开始，在以后两个半月当中，双方都企图从侧翼包抄对方，但都未达到目的。到12月，整个西线形成胶着状态，战争变成了持久的阵地战。这对德国来说，施利芬计划已彻底破产。就整个战局而言，马恩河之战和施利芬计划的破产，预示着德国军事冒险主义最后将失败。因为战争变成了持久的阵地战和消耗战，在这样的战争中，哪一方面有更多的潜在的人力、物力资源，哪一方面胜利的可能性就多一些。在这方面，协约国远比德奥集团占优势，时间的因素对协约国有利。
德国飞速发展的工业正在建造的德国级战舰在东线方面，俄军为了配合协约国军作战，牵制德军，于8月中旬派莱宁堪普和萨松诺夫两个集团军向东普鲁士发动进攻。东普鲁士的德军约有30万人，而俄军的数量几乎两倍于德军。最初，俄国的两个集团军都取得了一些胜利，但由于指挥官的无能和参谋工作的缺陷，两个集团军没有密切地配合，中间留有一百一十公里的空隙。俄军和德军都使用无线电进行联络，德军从截获的俄军电报中，得知俄军的调动情况，迅速进行反击。8月末，在马祖里湖地区，萨松诺夫集团军首先被兴登堡和鲁登道夫指挥的德军包围、击溃(西欧军事史称之为坦能堡战役)，近3万士兵被打死和淹死于湖泊中，9万人被俘，萨松诺夫自杀。德军转过头来又包围了莱宁堪普集团军，这个集团军损失也达14.5万人。俄军被迫退守涅曼河，德军侵入俄国领土。
在东线的西南战场上，俄军击败了奥匈军队；德军从西线抽调部队支援奥匈，亦被俄军击退。俄军包围普热密斯耳要塞，进抵喀尔巴阡山麓。从9月下旬到12月中旬，双方军队曾多次发动进攻，但彼此进展不大。到12月底，在东线也呈现出近似阵地战的状态。
在巴尔干战线上，装备很差但士气昂扬的塞尔维亚军队英勇抗击奥匈军队。从8月到12月，奥匈军队曾三次侵入塞尔维亚，两度占领贝尔格莱德，但均被塞尔维亚军队击退。到12月，奥匈军队已被全部逐出塞尔维亚。
除上述欧洲大陆上的三条战线外，战争也在西亚、非洲和远东地区进行。土耳其于1914年11月14日正式向协约国宣战后，英国乘机于11月18日宣布埃及脱离土耳其，成为自己的“保护国”。以后几年内，英国又攻入美索不达米亚，占领巴格达，进军巴勒斯坦、叙利亚等地。在非洲，英军乘机攻占了德国的非洲殖民地：多哥、喀麦隆、德属西南非和德属东南非等地。在远东，日本帝国主义在英军的协助下，占领中国山东，于11月攻占了青岛。在这个期间，日军还相继占领了太平洋上的马绍尔、马里亚纳和加罗林等德属诸群岛。