Начало революционных событий в России изменило положение дел на Восточном фронте. Свержение царизма и приход к власти Временного правительства не привели к выходу России из войны, однако боеспособность русской армии стремительно ухудшалась. В солдатских массах все большим становилось влияние большевиков, призывавших к отказу от продолжения войны. Выполняя обязательства перед союзниками и пытаясь успехами на фронте стабилизировать политическое положение внутри страны, Временное правительство санкционировало проведение нового наступления на Юго-Западном фронте. В результате боев с 1 по 7 июля войска генерала Корнилова прорвали фронт на львовском направлении. Однако контрудар немецко-австро-венгерской армии – Тарнопольский прорыв – заставил войска Юго-Западного фронта спешно отходить на прежние позиции. Развивая достигнутый успех и используя разложение и деморализацию русской армии, германские войска провели в сентябре успешную операцию по форсированию Двины и захвату Риги. Спустя месяц соединенными усилиями флота и сухопутных частей немцам удалось захватить и мощный укрепленный район на Моонзундских островах. С потерей Моонзундского архипелага русский флот был вынужден уйти из Рижского залива.
В конце 1917 г. в России произошла Октябрьская социалистическая революция. Это решительно изменило ситуацию на фронтах первой мировой войны. Правительство Советской России призвало все воюющие страны к «демократическому миру без аннексий и контрибуций» и пошло на заключение сепаратного перемирия со странами германского блока. В результате мирных переговоров в Брест-Литовске Германия добилась существенных территориальных уступок, но из-за разногласий в советском руководстве мирный договор не был подписан. Используя этот момент, немецкие войска перешли в наступление по всему фронту. Лишь 3 марта 1918 г. в Брест-Литовске был подписан мирный договор, по которому от России отторгались Финляндия, Прибалтика, Украина, Донская и Черноморская области, Закавказье.
Используя выход России из войны и понимая, что прибытие американских войск в Европу стремительно меняет соотношение сил, германское командование перешло в начале 1918 г. к активным действиям и на Западном фронте. Резкое ухудшение внутреннего положения в самой Германии делало это наступление решающим для судеб всей войны. В течение зимы была проведена тщательная подготовка операции. Тактический план германского командования учитывал весь опыт предшествующих лет и основывался на идее маневренного прорыва обороны противника ударными группировками на широком фронте. Операция началась 21 марта в Пикардии в направлении Амьена. Германской армии удалось ошеломить противника внезапной и необыкновенно мощной артиллерийской атакой и массовым применением химических снарядов. За огневым валом началось наступление штурмовых групп, поддерживаемых боевой авиацией. Первоначальный замысел был блестяще реализован. За 14 дней германские войска продвинулись на 84 км, захватив только пленными 90 тыс. человек. Немецкие дальнобойные орудия получили возможность обстреливать Париж. В апреле германские армии провели успешное наступление во Фландрии, а в мае – севернее реки Уазы, вновь выйдя к Марне.
В весенних боях 1918 г. англо-французские войска несли гораздо большие потери, чем их противник. Стратегическая инициатива вновь перешла к Германии. Однако летом ситуация стала меняться. На фронт прибывали американские части – до 250 тысяч человек в месяц. В июне сорвалось наступление Австро-Венгрии против Италии. В такой ситуации германское командование решило предпринять последнюю попытку нанести Антанте решающее поражение и вынудить ее к миру. «Сражение за мир», широко разрекламированное официальной немецкой пропагандой, началось 15 июля 1918 г. на Марне. В преддверии наступления германскому командованию уже не удалось обеспечить ни численного перевеса, ни тактической внезапности операции. Измотав противника в ожесточенных боях, войска Антанты сами перешли в контрнаступление. Германская армия начала откатываться на прежние оборонительные позиции. Ее моральный дух был подорван.
В сентябре – октябре 1918 г. развернулось общее наступление войск Антанты на протяжении всего фронта – от Северного моря до Италии. Французский главнокомандующий маршал Фош настоял на тактике «концентрического наступления», когда все части союзников двигались «по сходящимся направлениям», маневрируя и используя взаимодействие всех родов войск. В этих боях уже самостоятельно могли действовать соединения американской армии. Все большую роль в составе английской армии играли австралийские и канадские части. В середине октября «линия Зигфрида» была прорвана. Несмотря на то что продвижение войск Антанты было не столь значительным, как это предполагалось, стратегическое поражение их противника стало неизбежным. Германия стояла на краю пропасти, в стране нарастала революционная ситуация. 29 сентября перемирие с Антантой заключила Болгария, 30 октября – Турция. 3 ноября капитулировала Австро-Венгрия. Германское правительство обратилось к президенту США В. Вильсону с предложением о приостановке военных действий. 11 ноября текст перемирия был подписан представителями германского командования и Антанты в Компьенском лесу под Парижем в вагончике маршала Фоша. Первая мировая война завершилась.