1910-cu il ərzində rus generalı Yuri Danilov Şərqi Prussiyaya 4 ordunun soxulacağı "19-cu plan"nı hazırladı. Bu plan Avstriya-Macarıstanın Almaniya imperiyasından daha böyük təhlükə ola biləcəyi üçün tənqid olundu. Beləliklə, ruslar Şərqi Prussiyanı işğal edən dörd ordu əvəzinə Şərqi Prussiyaya iki ordu göndərməyi, Qalisiyadan işğal olunan Austro-Macar qüvvələrinə qarşı müdafiə üçün isə iki ordu göndərməyi planlaşdırırdı. Müharibənin ilk aylarında İmperator Rusiya Ordusu Şimal-Qərb teatrında Şərqi Prussiyaya hücum etməyə cəhd etdi, ancaq bəzi ilkin uğurlardan sonra Almaniya tərəfindən geri döyüldü. Eyni zamanda, cənubda onlar burada olan Austro-Macar qüvvələrini məğlub edərək Galisiyanı müvəffəqiyyətlə işğal etdilər. Rus Polşada almanlar Varşavanı ala bilmədilər. Lakin 1915-ci ilə qədər alman və austro-macar qüvvələri irəliləyər, rusların Qalisiya və Polşada ağır tələfatları ilə mübarizə aparmaqla onları geri çəkilməyə məcbur edirdilər. Qrand-Dük Nikolay baş komandan vəzifəsindən azad edildi və yerinə Çar Nikolayın özü təyin edildi. 1916-cı ildə almanlara qarşı bir neçə hücum baş tutmadı. Bunlardan biri də Naroç gölü hücumu və Baranoviçi hücumu idi. Lakin general Aleksei Brusilov Avstriya-Macarıstana qarşı olduqca uğurlu əməliyyata nəzarət edirdi ki, bu əməliyyat "Brusilov hücumu" adı ilə tanınmağa başladı. Bu əməliyyatda Rus Ordusunun böyük qazanc əldə etdiyi görünürdü. Birinci dünya müharibəsinin ən böyük və öldürücü hücumu olduğu üçün Brusilov hücumunun təsirinə çox yaxın idi. Bu, Verdun döyüşü zamanı almanların təzyiqini aradan qaldırmağa kömək etdi, eyni zamanda, Austro-Macarların italyanlara təzyiqini aradan qaldırmağa kömək etdi. Nəticədə, Austro-Macarıstan Silahlı Qüvvələri ölümcül dərəcədə zəiflədi və nəhayət Rumıniya müttəfiqlər tərəfində müharibəyə girmək qərarına gəldi. Lakin rus insan və maddi itkiləri rus inqilablarına da böyük təkan verdi.

Rumıniya müharibəyə 1916-cı ilin avqustunda daxil oldu. Müttəfiq Qüvvələr Rumıniya dəstəyi müqabilində Transilvaniya (Avstriya-Macarıstanın bir hissəsi olan) bölgəsini vəd etdi. Rumıniya Ordusu Transilvaniyanı işğal etdi və ilk uğurları oldu, lakin dayanmaq məcburiyyətində qaldı və Bolqarıstan cənubdan onlara hücum edəndə almanlar və austro-macarlar tərəfindən geri atıldı. Bu arada 1917-ci ilin martında Rusiyada inqilab baş verdi (bunun səbəblərindən biri müharibənin çətinlikləridir). Çar II Nikolay taxtdan imtina etməyə məcbur oldu və Rusiya Müvəqqəti Hökuməti yaradıldı. Onun ilk rəhbəri Georq Lvov oldu. Nəhayət, onun yerinə Aleksandr Kerenski keçdi.

Yeni yaranmış Rusiya Respublikası Rumıniya və Antantanın qalan hissəsi ilə birlikdə desultory dəbdəbədə müharibəni davam etdirdi. 1917-ci ilin noyabrında bolşeviklər tərəfindən devrildi. 7-ci il 1918 may tarixində Rumıniya ilə 10 may 1918-ci ildə bağlanmış sülh müqaviləsini rumıniya və Mərkəzi Qüvvələr arasında imzalamışdır. Bolşeviklərin qurduğu yeni hökumət Brest-Litovsk müqaviləsini 1918-ci ilin martında Mərkəzi Qüvvələrlə imzalayaraq, onu müharibədən çıxararaq; Şərq cəbhəsində Mərkəzi Qüvvələr qələbəsinə gətirib çıxarır və Birinci Dünya müharibəsində Rusiyanın məğlubiyyətinə gətirib çıxarır.