בינתיים, נעשו צעדים לשימוש בחיילים הניו זילנדים והאוסטרלים במקום אחר. בנובמבר התווה וינסטון צ'רצ'יל, בתוקף תפקידו כלורד הראשון של האדמירליות, את תוכניותיו הראשונות לתקיפה ימית בדרדנלים. תוכנית תקיפה ופלישה לחצי האי גליפולי אושרה בסופו של דבר על ידי הקבינט הבריטי בינואר 1915. הוחלט שהכוחות האוסטרלים והניו זילנדים ייקחו חלק במבצע, אף על פי שהם היו בנחיתות מספרית בהשוואה לחילות המשלוח הבריטים ההודים והצרפתים, עובדה שעד היום מתעלמים ממנה רבים באוסטרליה ובניו זילנד. מטרת הפלישה הייתה לפתוח חזית נוספת כנגד מעצמות המרכז ולפתוח את הכניסה לים השחור מכיוון הים התיכון, דרך מיצרי הדרדנלים והבוספורוס ולאפשר את השיט לרוסיה במשך כל ימי השנה.
לאחר כישלון התקיפות הימיות, הוחלט שכוחות הקרקע נחוצים כדי לחסל את הארטילריה הטורקית ולאפשר לשולות המוקשים לפנות את המעברים הימיים לקראת מעברן של כלי שיט גדולים. שר המלחמה הבריטי, הפילדמרשל הוריישו קיצ'נר, מינה את גנרל איאן המילטון לפקד על "כוח המשלוח לים התיכון" (Mediterranean Expeditionary Force- MEF) שיוביל את המשימה. הכוח כלל את האנזא"ק בפיקודו של בירדווד, את הדיוויזיה ה-29 הבריטית, את הדיוויזה הימית המלכותית ואת "חיל המשלוח למזרח" (Corps expéditionnaire d'Orient) של צרפת. כ-40,000 חיילים רוסים היו אמורים להשתתף בכיבושה של איסטנבול.
הנחיתה במפרץ אנזא"ק.
על פי תוכנית הפלישה, הייתה אמורה הדיוויזיה ה-29 לנחות בכף הלאס שבקצה חצי האי ולהתקדם לכיוון המצודות של קיליטבהיר. כוחות אנזא"ק היו אמורות לנחות מצפון לקבה טפה על חוף הים האגאי ומשם הם יכלו להתקדם לאורכו של חצי האי ולמנוע את נסיגת התגבורת של קיליטבהיר.
כוח התקיפה של אנזא"ק, הבריגדה השלישית של הדיוויזיה הראשונה האוסטרלית, החל בנחיתתו על החוף זמן קצר לפני עלות השחר, בשעה 4:30 של ה-25 באפריל 1915. אזור הנחיתה המתוכנן היה רצועת חוף רחבה כק"מ וחצי מצפון לגבה טפה, אך ככל הנראה, עקב טעות בניווט או עקב קיומם של זרמי ים בלתי צפויים, השתבשה הנחיתה והסירות התרכזו בנקודה הנמצאת שני ק"מ מצפון לנקודת הנחיתה המתוכננת, במפרץ רדוד ללא שם בין ארי בורנו מצפון והנקודה שנודעה בשם Hell Spit מדרום. החל משנת 1985 נקראת נקודה זו בשם הרשמי "מפרץ אנזא"ק" (באנגלית: Anzac Cove, בטורקית: Anzak Koyu).
חיילי אנזא"ק עמדו בפני סבך בוגדני ומבלבל של נקיקים ושלוחות שהשתפלו ממרומי רכס סארי באיר לכוון הים. כוח הנחיתה נתקל בהתנגדות קלה בלבד של יחידות צבא טורקיות פזורות, עד אשר מוסטפא כמאל, שפיקד על הדיוויזיה ה-19 הטורקית והבחין בסכנה הטמונה מהפלישה, החיש תגבורות לאזור. המאבק על נקודות הגובה התנהל על קו הרכס השני בו חיילי אנזא"ק והטורקים לחמו על גבעה שכונתה Baby 700. העמדה החליפה ידיים מספר פעמים במהלך יום הלחימה הראשון עד אשר הטורקים, שנהנו מיתרון הגובה, הצליחו לכבוש אותה. משעה שההתקדמות של האנזא"קים נבלמה, פתחו הטורקים במתקפת נגד, בנסותם לאלץ את הפולשים לסגת לחוף, אך הם נכשלו בניסיונם לנשל אותם מאחיזתם. עד מהרה נחפר חפיר היקפי ומצב קיפאון עקוב מדם החל להתנהל עד אוגוסט.
קיריתיה.
במאי 1915, החליט המילטון לרכז את כל המשאבים שלו בגזרת הלאס. בירדווד פקד על בריגדת חיל הרגלים השנייה של קולונל מק'קיי ועל בריגדת חיל הרגלים הניו זילנדית לסגת וב-6 במאי הם נעו דרך הים לכף הלאס. במהלך הקרב השני שהתפתח בקריתיה, ספגו שתי הבריגדות 1,827 הרוגים, כולל מק'קיי עצמו, בפעולת התקדמות בלתי מחושבת לאור יום דרך שטח פתוח שיכול היה להיכבש לאחר רדת החשכה ללא אבדות כלל.
במהלך חודש מאי, היו הצלפים הטורקים פעילים במיוחד בעמק מונש. ב-15 במאי נהרג מייג'ור גנרל ברידג'ס מירי צלף. גופתו הוחזרה לאוסטרליה והוא נקבר על גבעה המשקיפה על הקולג' הצבאי המלכותי בדרנטרון בשקנברה. ממשלת אוסטרליה שלחה את מייג'ור גנרל גורדון לג מאוסטרליה כדי להחליפו.
מתקפת הנגד הטורקית.
ב-19 במאי 1915, שיגרו הטורקים מתקפה כנגד כוח אנזא"ק. עקב אזהרה מוקדמת שהועברה על ידי מטוס סיור של הצי, הכוחות היו בכוננות ועמדת הכוח תוגברה באמצעות החזרתה של בריגדת חיל הרגלים הניו זילנדית השנייה מכף הלאס ועל ידי הגעתן של בריגדת הרוכבים הקלה הראשונה ושל בריגדת הרובאים הרכובים הניו זילנדית ממצרים. לאורך רובו של קו החזית, נחלה המתקפה כישלון חרוץ והטורקים נקצרו באש המקלעים של מגיני אנזא"ק. בעמדת קורטני, אחד החלקים החשופים ביותר של קו ההגנה, הצליחו הטורקים להיכנס לחפירות, אך שם הם נתקלו ברב טוראי משנה אלברט ג'קה ובאחרים שגרמו להם לסגת שוב. על פעולתו זו, היה ג'קה לאוסטרלי הראשון במלחמה העולם הראשונה שעוטר בצלב ויקטוריה.
מתקפת אוגוסט.
כישלונם החוזר של מדינות ההסכמה לכבוש את קריתיה או להתקדם בצורה כל שהיא בגזרת הלאס, הובילו את המילטון ליזום תוכנית חדשה למערכת גליפולי. בליל ה-6 באוגוסט התבצעה נחיתה חדשה של שתי דיוויזיות חיל רגלים בסובלה, 8 ק"מ מצפון למפרץ אנזא"ק. בינתיים, התבצעה מתקפה חזקה ברכס סארי באיר על ידי פריצה דרך קטע שהגנתו הייתה חלשה בצפונו של המתחם בו ישבו חיילי אנזא"ק. המתקפה התקדמה במהלך ערבו של 6 באוגוסט כשבמקביל מתבצעות מתקפות הסחה בהלאס ובחוף אנזא"ק. בהלאס, הפכה פעולת ההסחה בכרם קריתיה לקרב חסר תועלת נוסף ללא מטרה עם אבדות כבדות בשני הצדדים. בחוף אנזא"ק, מתקפה על החפירות הטורקיות בקרב האורן הבודד על ידי בריגדות חיל הרגלים של הדיוויזיה האוסטרלית הראשונה, הפכה לניצחון נדיר עבור כוחות אנזא"ק. כשהם סופגים מעל 2,000 הרוגים, הצליחו האוסטרלים לגרום לטורקים לאבד 7,000 מאנשיהם. בשל העובדה שהתקפה זו הצליחה להשיג את כיבושה של עמדה חיונית, הייתה זו פעולת ההסחה המוצלחת ביותר של האוסטרלים במהלך המלחמה.
עם זאת, המתקפה העיקרית שכוונה לגבעות צ'ונוק באיר ולגבעה 971, הייתה מוצלחת פחות. הכוח שהסתער על הקרובה ביותר מגבעות צ'ונוק באיר, היה מורכב מחיילי בריגדת חיל הרגלים הניו זילנדית. עם שחר ה-7 באוגוסט הם הגיעו למרחק של 500 מטרים מהפסגה, אך הם לא היו מסוגלים לכבוש אותה עד בוקר יום המחרת. לעיכוב זה היו השלכות הרות גורל על פעולות התקפה מקבילות שהתנהלו ב-7 באוגוסט על ידי בריגדת הרוכבים הקלה האוסטרלית השלישית, שהייתה אמורה להיות מתואמת עם הניו זילנדים שתקפו בצ'ונוק באיר את עורפם של המגינים הטורקים. הניו זילנדים התעכבו בצ'ונוק באיר במשך יומיים לפני שתוגברו שני גדודי חיל רגלים בריטים. מתקפת נגד טורקית חזקה, שהובלה באופן אישי על ידי מוסטפא כמאל עצמו, הניסה את שני הגדודים הללו מהרכס. בינתיים, הנחיתה במפרץ סולבה, נתקלה בהתנגדות קלה בלבד, אך המפקד הבריטי, לוטננט גנרל, סר פרדריק סטופפורד, דילל באופן כה משמעותי את כוחותיו, עד שרק חלק קטן מהחוף נתפס. שוב היו הטורקים מסוגלים לנצח במאבק על הנקודות השולטות של גבעות אנפרטה הסמוכות וגזרת סולבה הפכה לעוד מקרה של מלחמת חפירות סטטית.
הנחיתות בסולבה תוגברו על ידי הגעתן של הדיוויזיות הבריטיות ה-53 וה-54, יחד עם הדיוויזיה העשירית הבריטית והדיוויזיה הרכובה השנייה הבריטית. הדיוויזיה ה-29 חסרת המזל הועברה גם היא מהלאס לסולבה למאמץ אחד נוסף. הניסיון הבריטי האחרון להפיח רוח חיים במתקפה הגיע ב-21 באוגוסט עם ההתקפות על גבעת סקימיטר ועל גבעה 60. השליטה בגבעות אלו הייתה מאחדת את גזרת אנזא"ק ואת גזרת סולבה, אך הקרבות הללו לא נחלו שום הצלחה. כאשר הסתימה הלחימה על גבעה 60 ב-29 באוגוסט, היה הקרב על גבעות סארי באיר ולמעשה כל מערכת גליפולי, אבודים למעשה.
הפינוי.
לאחר שמונה חודשים של לחימה עקובה מדם, הוחלט לפנות את כל הכוח בחצי האי גליפולי. הכוח הוקטן בהדרגה החל מה-7 בדצמבר ובוצעו פעולות הסחה כדי להטעות את הטורקים וכדי למנוע מהם לגלות את דבר הנסיגה. בחוף אנזא"ק, הקפידו הכוחות לשמור על שקט מוחלט למשך יותר משעה עד אשר חיילים טורקים סקרנים העזו לסרוק את החפירות וחיילים האנזא"ק פתחו עליהם באש. עם התדלדלות הכוחות, בוימו קולות ירי על ידי הקשה במחבתות. מבצע הפינוי, שבאופן אירוני היה המוצלח ביותר בכל מערכת גליפולי, הושלם עד לשחר ה-20 בדצמבר 1915, ללא שנהרג אפילו חייל אחד.
בסופו של דבר, מערכת גליפולי הייתה כישלון הרה אסון. המערכה לא השיגה ולו אחת מהמטרות שהצדיקו אותה ועקב חוסר הניסיון של המפקדים הבכירים והשיקולים המוטעים בניהול המערכה, היו מספרי האבדות בקרב הכוחות שהשתתפו בה גבוהים ביותר, לא רק כתוצאה מפעילות קרבית, אך גם כתוצאה ממוות ממחלות שנבעו מתנאי תברואה גרועים בקווי החזית ומקריסת מערך פינוי הפצועים ומערך הלוגיסטיקה. ההערכה המקובלת שבמהלך כל מערכת גליפולי ספגו הכוחות האוסטרלים 26,111 אבדות, מתוכם 8,141 הרוגים. האבדות מצד הכוחות האחרים של מדינות ההסכמה, הרוגים ופצועים יחד, כללו 7,571 ניו זילנדים, 120,000 בריטים ו-27,000 צרפתים.