为了减轻西线法国人的压力，俄国人一开始就以惊人的速度攻破德军东面的防线，迫使德军从比利时迅速抽调4个师来支援东线。德军利用十分便利的铁路网络，击中优势兵力首先击溃了入侵的一支俄军，接着又击溃了另一支入侵的俄军。
1914年11月2日，奥斯曼土耳其加入了同盟国，对协约国封锁了达达尼尔海峡，切断了协约国对俄国的物质支援。新任德军总司令法金汉把德军集中到东线，希望一举击败俄国人。1915年从5月到9月，德奥联军进攻俄国战功卓著，德奥联军向俄国境内大约平均推进了近400公里，俄军伤亡250万人，俄国丧失了15%的领土；20%的人口；30%的工业；10%的铁路。沙皇专制政权因此受到了致命的打击。
1917年俄国爆发了两次革命，第一次，3月8日，由于食品和燃料的极度缺乏，彼得格勒的爆发了罢工和暴动。当局派军队去维持秩序，军队发生哗变，一起参加示威。沙皇怀疑此事与杜马（俄罗斯国家议会）有牵连，3月11日下令解散杜马，杜马领导人拒绝沙皇的命令。这就等于废黜了俄国的沙皇。3月15日，沙皇尼古拉让位给他的兄弟米哈伊尔，第二天，米哈伊尔又宣布放弃王位。这样，俄国的沙皇就被推翻了。
沙皇倒台以后，俄国成立了一个资产阶级的临时政府，与此同时，各地成立了革命群众的“苏维埃”（即代表会议）。“杜马”和“苏维埃”都是1905年人民反对沙皇独裁的产物，当时“苏维埃”被镇压了，“杜马”被保留。现在沙皇倒台了，“苏维埃”自然也就再次成立起来，它是直接代表民众的机构。当时民众的最大愿望是：退出战争；把土地分给农民。临时政府说，必须通过大选产生新的政府以后才能进行和平谈判和土地分配。
4月16日，列宁回到了彼得格勒发表了著名的“四月提纲”，明确表示：立即实现和平，将土地分配给农民，一切权力归苏维埃。这三点完全代表了人民的心声。列宁的布尔什维克党在苏维埃中的影响越来越大。列宁认为，推翻临时政府，实现社会主义革命的时机已经成熟，决定在11月7日举行武装起义。布尔什维克的武装几乎没有遇到任何像样的抵抗，很快就占领了彼得格勒的政府大厦和火车站、银行、电讯局等重要部门。
1818年3月3日，为了退出战争，立即实现和平，新的布尔什维克政府同德国签署了《布列斯特-立陶夫斯克和约》接受了德国的苛刻的条款：交出波兰和波罗的海东岸的各省、芬兰、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、乌克兰以及高加索部分地区。交出的地区约有335万平方公里，6200万人口，这些地区是俄国的三分之一的产粮区，俄国有二分之一的工厂建在这里，还有约占俄国四分之三的铁和煤的蕴藏量。这样，俄国就退出了第一次世界大战。•
幸好到1818年11月德国战败，无力索要这些领土和赔款。
美国在战争开始阶段严守中立，当沙皇倒台以后，战争优势的天平倾向同盟国一边，美国和英法是一脉相承的民主国家，而当时的德国和奥匈帝国还是皇帝的独裁国家。政治上，美国不能坐视民主国家的失败；经济上，美国金融家和企业家一直用赊销的方法向英、法提供军用物资，如果他们的顾客失败了，他们也会破产。德国为了封锁英国，对进入英国海域的各国船只实行无限制的潜艇战，击沉了美国舰只。1917年4月2日，美国总统威尔逊向国会宣读他的参战咨文，美国对德国宣战。
美国的参战极大地增强了协约国的力量，不仅战争的军需品得到了更加充足的供给，军力的比例也使协约国占到了绝对的优势。1918年3月到达西线的美军有8.5万人，到6月上升到30.6万人。美国人的最后的这一击，使得同盟国一个接着一个地投降了，1918年11月11日，德国宣布投降，第一次世界大战宣告结束。
第一次世界大战历时4年零3个月，30个主权国家参战，德、俄、奥匈、奥斯曼等4个帝国被推翻。（德皇和俄国沙皇被本国革命推翻；奥匈帝国分裂成奥地利、匈牙利、南斯拉夫、波兰等国，其余领土被罗马尼亚、塞尔维亚和意大利瓜分；奥斯曼帝国也被瓜分。）产生了7个新的国家；战斗人员死亡850万；非战斗人员死亡1000万，直接经济损失1805亿美元；间接经济损失1516亿美元。