戰爭是1914年8月4日爆發的，德軍首先挑起戰端，越過比利時國界，很快於8月20日占領了比利時首都布魯塞爾。德軍主力隨即馬不停蹄，揮師西進。德法兩軍首先在法國邊境地區展開了激戰，先後進行了洛林之戰、阿登森林之戰、桑布爾河之戰、蒙斯之戰等一係列短促的戰役。
在初期戰鬥中，法軍的“第17號作戰計劃”首先被證明是不切實際的。這個由“進攻學派”製定的理想主義計劃曾設想：法國軍隊以19世紀最好的隊形出現在戰場上，戴著白手套，修飾得漂漂亮亮的軍官走在部隊前麵，士兵們則穿著暗藍色短上衣和猩紅色褲子列隊前行，伴隨他們的是飄揚的團旗和雄壯的軍樂。法軍相信這種陣勢必會大大提高部隊的士氣，並將敵人嚇得心驚膽戰，變得不堪一擊。這一計劃表明法國軍隊還沒有對現代火力的威力產生足夠的重視。黑爾將軍在其大作《炮兵》中甚至說：“會戰的主體為雙方步兵之間的戰鬥。陸軍應該是個人力的陸軍，而不是物質的陸軍……炮兵僅是輔助兵種，重炮兵無足輕重，軍隊擁有太笨重的炮兵毫無意義。”法國名將福煦也斷言：決定勝負的將是絕對的進攻和古典戰鬥精神；物質的火力並不能決定戰爭的成敗，隻有精神才是真正的決定因素。他強調，步兵在距離敵人400米的地方，瞄準射擊已不可能；為減少傷亡，步兵一進到這個位置，就應在火力掩護下，立即發起刺刀衝鋒。正是這種脫離實際的戰術，導致了法軍初戰的慘敗。每當法國步兵衝鋒時，整個戰線被德軍炮火所覆蓋，法軍士兵們“像倒黴的野兔子”一般被打翻。盡管士兵們仍舊勇敢地冒著可怕的炮火發起衝擊，但是幾乎是沒有人能夠活著衝過這些死亡地帶。急於收複失地，血洗當年恥辱的法軍統帥部還貿然命令法軍主力向阿爾薩斯-洛林地區發起進攻。結果不僅沒有得逞，反而節節敗退，被在那裏嚴陣以待的德軍防守部隊衝破了法德邊境。
根據局勢變化，法軍總司令霞飛匆忙修訂了作戰計劃，收縮了防禦範圍，在馬恩河和塞納河之間重新部署了力量，其中包括英國援軍。9月3日夜間，當法國政府被迫從巴黎附近的馬恩河一帶，遇到法軍越來越頑強的抵抗。9月5日，在巴黎以東長達200公裏的馬恩河一線，英法聯軍突然發動“馬恩河戰役”，轉守為攻。參加這一戰役的雙方軍隊多達150多萬人。交戰中，英法聯軍發現德軍戰線出現一個缺口，立即趁虛而入，對德軍另一側展開攻擊。經數日激戰，德軍缺口逐步擴大，主力被迫向北撤退。9月9日，聯軍終於迫使德軍退過馬恩河，向埃納河一線退卻。第二天，法軍總司令霞飛向世界宣告：“馬恩河之戰以確定無疑的勝利而結束。”這一戰役使德軍速決戰計劃嚴重受挫。9月14日，極為失望的德皇威廉二世將小毛奇將軍革職，任命埃裏希·馮·法爾肯海因將軍擔任德軍總參謀長。
以後幾個月，西線德軍和英法軍隊都力圖控製法比邊境地區。德軍特別想占領從敦刻爾克到布倫的濱海地帶，切斷英法來往的捷徑，但是沒有達到目的，反而退至埃納河北岸據守。9月13至18日，英法聯軍發起第一次埃納河戰役，德軍堅守陣地，聯軍收效甚微。此後，聯軍則向北奔襲反包抄。兩軍如此交替向北活動，開始了“奔向海岸”的運動，戰線逐漸向北推到靠海的佛蘭德地區。10月12日，德軍向伊普爾發動強大攻勢，企圖突擊聯軍防線，占領北部海岸，切斷英國遠征軍與法軍的聯係通道，英法聯軍在北方集團軍司令費迪南·福煦將軍的指揮下，頂住了德軍的進攻。戰至10月11日，雙方從凡爾登至努瓦萊，向北延伸到海岸，向南繞過聖米耶爾突出部，沿法德邊界到瑞士，形成一條長達600多公裏的穩定戰線。在這條漫長的戰線上，雙方構築了無數的深濠固壘，現代戰史上首次出現了大規模的塹壕戰。
在東線，8月中下旬之交，兩路俄軍先後越過俄國邊境攻入東普魯士。德國不得不從西線抽調部分軍隊對付俄軍的進攻。8月底到9月中，德軍老將興登堡元帥指揮東普魯士守軍，利用兩路俄軍缺乏密切配合的弱點，先在馬祖爾湖地區殲滅了一路俄軍，而後又迅速轉移兵力，擊潰了另一路俄軍。這就是著名的以少勝多的坦能堡戰役。德軍隨後攻入俄境。與此同時，在東線南部的俄軍則挫敗了奧匈帝國的軍隊，深入到奧匈帝國東北地區。激戰至年底，東線也陷入了沉寂。雙方軍隊都在塹壕裏對峙著。
“施裏芬計劃”原打算速戰速決，但是由於意外地遇到了比利時人民和法國軍隊的頑強抵抗，以及英國立即參戰，德軍在數周內迅速結束西線作戰的設想完全落空。主觀設想的失誤，加上毛奇被迫抽調兵力，增援東線，因此數個月過去後，西線仍呈膠著狀態。德軍在戰爭初期雖然取得了部分進展，但是現在似乎距離目標越來越遠。來自東線的報告表明，俄軍已逐步動員起來，兵力優秀日漸明顯。由於協約國的海上封鎖，德國的軍需供應也已出現困難，部隊傷亡、疲憊和饑餓已造成戰鬥力大減，德軍的進攻能力已明顯減弱，戰爭顯然要久拖下去，而德國的資源又不足以應付持久戰。