Для народів, втягнутих у збройний конфлікт, участь у ньому завжди обертається тяжкими наслідками. Для українців, як пригнобленої нації, позбавленої власної державності, війна стала справжньою трагедією. Перебуваючи під владою династії Романових, вони мусили надати російській армії 3,5 млн солдатів, тимчасом як австро-угорське військо поповнилося 250 тис. осіб, мобілізованих із Галичини. Молоді українці мусили дивитися у рушничний приціл один на одного як на ворогів з окопів ворожих сторін, помирати за чужі їм інтереси.
У серпні 1914 року російські війська розпочали успішний наступ у Галичині й 3 вересня вступили у Львів. У Галичині було створено генерал-губернаторство. Серед справ губернатора графа Бобринського були зросійщення, переслідування греко-католицької церкви, навернення силоміць греко-католиків у православ’я. Російська армія продовжувала наступ і захопила майже всю Галичину, у березні 1915 року загарбавши потужну австрійську фортецю — Перемишль. Становище росіян видавалося непохитним, та насправді успіхи було здобуто дуже дорогою ціною. Російська армія зазнала великих втрат, навесні 1915 року вже відчувалася нестача артилерійських снарядів, гармат і навіть рушниць. За таких обставин у квітні 1915 року розпочався наступ австро-німецьких військ у Галичині. Уже в червні у їхніх руках опинилася вся Галичина та частина Волині, й деморалізована російська армія поспіхом відступила. Разом із нею відступила цивільна адміністрація та поїхали десятки тисяч мешканців, що рятувалися від репресій з боку австрійців. Сотні сіл було спалено, щоб залишити ворогові лише пустку. Нашвидку евакуювали підприємства та навчальні заклади, навіть порушували питання про евакуацію Києво-Печерської лаври, але до кінця 1915 року стало зрозуміло, що Київ залишиться в руках Росії. Фронт стабілізувався, завдати поразки Росії, вивівши її з війни, Німеччині та її союзникам не вдалося.
У 1916 році німецьке командування активізувало військові дії на Західному фронті. Росія скористалася перепочинком. Війська Південно-Західного фронту під керівництвом генерала Брусилова 3 червня 1916 року прорвали австрійську оборону й наново захопили Буковину та Галичину. Проте резервів, щоб закріпити успіх, російське командування не мало, і війська знову вимушено перейшли до оборони.
На захопленій території було створено Галицько-Буковинське генерал-губернаторство. На відміну від подій 1914—1915 років, місцеве українське населення не зазнало значних національних і релігійних утисків, але ставлення до нього було доволі підозрілим. Вважали, що вплив «мазепинщини», як і раніше, залишається помітним. Уже після повалення самодержавства, у березні 1917 року, Тимчасовий уряд затвердив Д. Дорошенка крайовим комісаром Галичини й Буковини, і той призначав на адміністративні посади українців, сприяв відродженню сільського та міського самоврядування, відкриттю кооперативів, національних шкіл, добродійних установ.
4 серпня 1914 року емігранти з Наддніпрянської України заснували у Львові «Спілку визволення України» (СВУ), що мала на меті створення незалежної Української держави. Вона взяла на себе функцію представництва інтересів майбутньої України. Члени СВУ сконтактувалися з урядами Німеччини, Австро-Угорщини, Туреччини, Болгарії, Швейцарії, Швеції та низки інших країн.
СВУ розгорнула активну видавничу діяльність різними мовами, інформуючи весь світ щодо необхідності розв’язання українського питання.
У 1914 році на західноукраїнських землях було створено Легіон Українських січових стрільців. Біля витоків цієї військової організації стояли політичні діячі, які орієнтувалися на Німеччину й Австро-Угорщину — країни, що розраховували на поразку Росії. На уламках імперії мала постати незалежна Українська держава. Ядром її майбутніх збройних сил мали бути Січові стрільці. Формування організації відбувалося на добровільних засадах — уже за перші два тижні записалося 10 тисяч чоловіків, але австрійці обмежили особовий склад до 2 тисяч.
Українські січові стрільці взяли участь у бойових діях у Карпатах, де в травні 1915 року зупинили російський наступ. У листопаді того-таки року українські війська затримали росіян біля міста Бережани. Під час боїв січові стрільці зарекомендували себе як дисципліновані та вправні вояки, виявили героїзм і взаємовиручку.
Після Лютневої революції в Росії розпочалося братання Січових стрільців і українців, що перебували з російського боку фронту, а після підписання Брестського миру Січові стрільці разом із військами Центральної Ради вели війну з більшовиками. Пізніше з полонених галичан і буковинців у Східній Україні було створено Перший курінь Січових стрільців. Січові стрільці стали одним з найбільш боєздатних українських формувань, вони брали участь у боротьбі з більшовиками, білогвардійцями та поляками. Пізніше з офіцерів-січовиків Коновалець створив Українську військову організацію, що стала основою Організації українських націоналістів.