В 1915 г. основные события развивались на восточном театре военных действий. Французское и английское командование стремились в условиях позиционной войны выиграть время для модернизации военного производства в своих странах, наращивания ресурсов для окончательной победы. В свою очередь и Германия не активизировала военные действия на западе, пытаясь сосредоточить все силы на одном фронте и вынудить Россию к заключению сепаратного мира. Русское командование, несмотря на острую нехватку вооружений и огромные потери, также планировало активные действия в новой кампании, причем по-прежнему в двух направлениях – в Восточной Пруссии и Карпатах. В то же время обе воюющие коалиции предпринимали значительные усилия и на дипломатическом фронте, стремясь вовлечь в войну на своей стороне остававшиеся пока нейтральными страны.
Стремясь нанести России решающее поражение, германское командование начало в феврале 1915 г. наступление именно в местах сосредоточения русских войск для их полного уничтожения. Главнокомандующий Восточным фронтом Гинденбург получил в свое расположение практически все стратегические резервы империи и разработал план маневренного наступления в Восточной Пруссии с быстрыми фланговыми ударами (Августовская операция). Растянутые по всей длине фронта, оставшиеся без резервов и плохо управляемые, русские войска несли большие потери и отступали. Однако развить этот успех немецкой армии помешала героическая оборона крепости Осовец. Более шести месяцев этот укрепленный район прикрывал стык двух русских армий и выдерживал атаки германского блокадного корпуса. В марте наступление немецких войск в Восточной Пруссии потеряло прежний темп, а затем и вовсе было остановлено. Русским частям удалось даже предпринять на отдельных участках фронта контратаки, однако недостаток сил вынудил их перейти к обороне.
С конца января начались активные военные действия и на Карпатском фронте (Карпатская операция). Встречное наступление русской и австро-венгерской армий проходило в сложных горных условиях и сопровождалось огромными потерями. Из-за недостатка боеприпасов и бездорожья русской армии не удалось развить и первоначальный успех в Буковине. В марте фланговые операции были приостановлены, так и не обеспечив ни одной стороне стратегической инициативы. Ситуацию могло изменить вступление в войну на стороне Антанты Италии. В соответствии с секретным договором 26 апреля 1915 г. Италия рассчитывала получить после войны южный Тироль, Триест, Истрию, Далмацию, а также ряд турецких провинций. Возможность совместных действий русской, итальянской и сербской армий ставила под угрозу само существование Австро-Венгрии. Для спасения своего союзника в мае 1915 г. немецкое командование осуществило еще одну наступательную операцию в районе Горлицы. Используя все стратегические резервы, германской армии удалось прорвать фронт и развить наступление восточнее Варшавы. Большое значение имело массированное применение минометов, а также химического оружия. Горлицкая операция стала одним из первых опытов широкомасштабного стратегического прорыва укрепленного фронта. Истощенные зимними боями русские войска оставили Галицию, неся тяжелые потери. Командующий Северо-Восточным фронтом генерал Алексеев, чтобы избежать угрозы окружения, начал отвод войск за Неман. В начале августа была оставлена Варшава, в сентябре – Вильно. В октябре линия фронта стабилизировалась. Германская армия контролировала к этому времени уже всю территорию Польши и значительную часть Прибалтики.
Добившись на восточном фронте серьезных успехов, но не вынудив Россию заключить сепаратный мир, Германия не имела возможности предпринять широкомасштабные действия на других фронтах. На западе происходили бои местного значения, в минимальной степени менявшие расположение линии фронта. Обе стороны сооружали мощные линии укреплений, отрабатывали тактику позиционной войны. Попытки использовать нетрадиционное оружие носили скорее устрашающий характер и были призваны обеспечить психологический перевес. Германские цеппелины – военные дирижабли – совершали устрашающие налеты на Париж и Лондон. 22 апреля на позиции у Ипра против англо-французских войск впервые были применены отравляющие газы. Более 15 тыс. человек были отравлены хлором, более 5 тыс. из них умерли. Впоследствии химическое оружие активно использовалось обеими сторонами.
В 1915 г. Германии пришлось прекратить и активные военные действия своего надводного флота. Бой между немецкими и английскими крейсерами у Доггер-банки в Северном море 24 января 1915 г., во время которого был потоплен германский крейсер «Блюхер», а также неудачное столкновение с русскими крейсерами у острова Готланд 2 июля, показали, что для немецких военно-морских сил не под силу открытое соперничество с флотом Антанты. В этой ситуации задача блокирования материального обеспечения войск противника и доставки продовольствия и промышленного сырья в Англию была возложена на подводный флот, ранее рассматривавшийся как вспомогательный. В феврале 1915 г. Германия развязала «неограниченную» подводную войну. Воды, омывающие британские острова, были официально объявлены военной зоной. Германские подводные силы оставляли за собой право нападать здесь на любые суда, в том числе и под нейтральным флагом, под предлогом возможной перевозки ими контрабанды. От атак немецких подводных лодок страдали и торговые, и пассажирские суда. 7 мая немецкой подводной лодкой был потоплен самый крупный английский пассажирский пароход «Лузитания» с тысячей человек на борту. Лишь официальные протесты правительства Соединенных Штатов заставили Германию на время отказаться от планов «неограниченной подводной войны» и сосредоточить действия подводных лодок в Средиземноморском и Северном морях.