חלקם של הרוסים במערכה החל להצטמצם בשל מצב התוהו שהשתלט על רוסיה לאחר מהפכת פברואר, והעות'מאנים מצידם היפנו כוחות מזירה זו לזירות מסופוטמיה והלבנט. במשך שנת 1917 הלך הצבא הרוסי בן חצי מיליון החיילים והתפזר, עד שבראשית 1918 נותרו ממנו כמה אלפי חיילים וכמאתיים קצינים. ב-3 במרץ 1918 נחתם הסכם ברסט-ליטובסק ולפיו פרשה רוסיה מהשתתפותה במלחמת העולם הראשונה. בקווקז ויתרה רוסיה על כל השטחים שנמסרו לה מכוחו של קונגרס ברלין. קארס, ארדהאן ובתומי (כיום בגאורגיה) נמסרו לאימפריה העות'מאנית, וכל אזור דרום הקווקז הוכר כרפובליקה הדמוקרטית הפדרטיבית של עבר הקווקז. הכוחות העות'מאנים שבו והשתלטו בקלות על טרבזון, ארזורום, קארס, ואן ובתומי בהתאם להסכם. עם זאת, הפדרציה שקמה בקווקז התפרקה כבר במאי 1918 לשלוש ישויות נפרדות – הרפובליקה הדמוקרטית של גאורגיה, הרפובליקה הדמוקרטית של ארמניה והרפובליקה הדמוקרטית של אזרבייג'ן, ועד מהרה התחדש מצב הלחימה בין האימפריה העות'מאנית לבין הארמנים והגאורגים. העות'מאנים מצידם הקימו את צבא האסלאם בהוראתו של שר המלחמה איסמאיל אנוור פאשה במטרה להמשיך במלחמה בקוקז ולהגיע עד באקו; ואילו הגאורגים והארמנים מאידך סירבו להכיר בתנאי הסכם ברסט-ליטובסק. שורה של קרבות שברובם ניצחו העות'מאנים הובילה להסכם בתומי ב-4 ביוני 1918 שסיים את מצב הלוחמה עם ארמניה, אם כי כוחות ארמנים פורשים המשיכו להילחם בעות'מאנים גם לאחר מכן. עם תום המלחמה ב-30 באוקטובר 1918 היה הקווקז לזירה היחידה, למעט הדרדנלים, בה הגיעה האימפריה העות'מאנית להישגים צבאיים בני קיימא.
זירת הדרדנלים.
הקרב בזירת הדרדנלים, הידוע יותר בשם "קרב גליפולי" (טורקית Çanakkale Savaşları, אנגלית Battle of Gallipoli) היה ניסיון של כוחות בריטיים בסיוע צרפתי לפלוש לחצי האי גליפולי שממערב לדרדנלים במטרה לפתוח את הנתיב הימי לרוסיה ולהשתלט על איסטנבול. הניסיון כשל והותיר כ-131,000 חיילים הרוגים ו־262,000 פצועים בשני הצדדים. ב־19 בפברואר 1915 החלה המתקפה הראשונה על הדרנלים כאשר צי מלחמה גדול של ספינות בריטיות וצרפתיות הפציצו ארטילריה עות'מאנית לאורך החוף. מתקפה ימית חדשה במצרים החלה ב־18 במרץ 1915, אך מתוך 16 ספינות מלחמה בריטיות וצרפתיות טבעו שלוש ושתיים נפגעו קשות.
לאחר הכישלונות של התקיפות הימיות היה ברור כי המטרה לא תושג בלא הפעלת כוחות קרקעיים, והפלישה החלה ביום 25 באפריל 1915 בשתי נקודות עיקריות - עיקר הכוח הבריטי נחת בכף הֶלֶס בדרומו של חצי האי וכוחות אנזא"ק פלשו אל גבאטפה במערבו. כוח צרפתי קטן נוסף נחת בחוף המזרחי של גליפולי מכיוון המצרים עצמם. עיקר המאמץ התרכז בכף הלס אך במשך שלושה חודשים כמעט שלא הושג דבר. קו החזית נע צפונה ודרומה לאורך מאות מטרים בלבד וגבה מחיר נורא של חיי אדם בשני הצדדים. תקוותם של הבריטים לניצחון מהיר התפוגגה אל מול ההגנה העקשנית של הצבא העות'מאני בפיקודו של הגנרל הגרמני אוטו לימן פון סנדרס.
בחודש אוגוסט 1915 הוחלט להעביר את עיקר המאמץ לאזור בו לחמו כוחות אנזא"ק וב-6 באוגוסט 1915 נחתו כוחות בריטים נוספים במפרץ סוולה (Suvla), כ-8 ק"מ מצפון לכוחות אנזא"ק. בשורה של קרבות קשים שנמשכו במשך כל חודש אוגוסט לא הושג דבר. הצבא העות'מאני ספג אומנם אבדות כבדות אך בהנהגתו של קצין צעיר בשם מוסטפא כמאל (לימים מוסטפא כמאל אטאטורק), כוחות מדינות ההסכמה לא הצליחו להתקדם מעבר לראש הגשר הראשוני. הפיקוד הבריטי החל לשקול את פינוי הכוחות מחצי האי ומשימה זו שהייתה היחידה שהצליחה בכל הלחימה הכושלת בזירת הדרדנלים הושלמה ב-9 בינואר 1916. למרות המחיר הכבד נחשבו הקרבות בזירת הדרדנלים להצלחה ראשונה במעלה של הצבא העות'מאני אשר הצליח להדוף את הפלישה לחלוטין.
לאחר המלחמה: סופה של האימפריה.
האימפריה העות'מאנית סיימה את חלקה במלחמת העולם הראשונה עם החתימה על הפסקת האש של מודרוס ביום 30 באוקטובר 1918 בנמל מודרוס שבאי למנוס ביוון. למרות שהאימפריה איבדה את כל שטחיה במזרח התיכון, נותרה אסיה הקטנה כולה בשליטתה ביום הפסקת האש. הצבא הבריטי עצר בתחומי סוריה ועיראק של ימינו בדרום, ובמזרח אנטוליה הצליח הצבא העות'מאני להשתלט על כל השטח שהופקר על ידי צבא רוסיה ב-1917 ואף המשיך והגיע עד לקווקז לקראת מחצית 1918.
עם זאת, רוב כוחה הצבאי של האימפריה היה כלא היה, האוכלוסייה הכפרית באנטוליה הצטמצמה בכ-40%, ומבחינה פוליטית הייתה האימפריה לסוס מת. בין היתר איפשרה הפסקת האש למנצחים לעשות כרצונם בכל שטחי אסיה הקטנה ואף להחזיק עמדות תצפית ושליטה לאורך מצרי הבוספורוס והדרדנלים. משמעותו של תנאי זה הייתה כי איסטנבול, בירת האימפריה, הפכה לשטח כבוש. ב-13 באוקטובר 1918 הגיע שלטונה של מועצת האיחוד והקידמה לסופו עם התפטרותה של הממשלה, ושלושת חברי הטריומווירט נמלטו מאיסטנבול ב-2 בנובמבר 1918 ויצאו לגלות. כוח צבאי צרפתי נכנס לאיסטנבול ב-12 בנובמבר 1918 ולמחרת הגיע כוח בריטי בעקבותיו. בדצמבר 1918 הוקם מינהל צבאי בעיר וזה החל לחפש אחר פושעי מלחמה על מנת להעמידם לדין בגין פשעים כנגד הארמנים והיוונים.
בתי הדין הצבאיים הוקמו תחילה באיסטנבול עצמה ופעלו מ-28 באפריל 1919 ועד 29 במרץ 1920. לאחר מכן הם פוזרו, ותחתיהם הוקם בית-משפט בינלאומי במלטה, שלטיפולו הועברו המקרים החמורים יותר. עם זאת ההליך המשפטי העות'מאני היה מוטה במידה כזו שבית-המשפט הבינלאומי לא היה מוכן לייחס אמינות כלשהי לממצאיו. זכותם של נאשמים לחקור נגדית את עדי התביעה לא הוכרה בחוק העות'מאני, עדויות נתקבלו מפי השמועה, ראיות שלא נמצאה להן אסמכתה קבילה התקבלו על ידי בית הדין כ"חומר אנונימי" וחלק מהראיות היו מזויפות בעליל. בין מרץ 1919 ועד אוקטובר 1920 הוחזקו קצינים בכירים, פוליטיקאים, אנשי מינהל ואינטלקטואלים עות'מאנים במעצר במלטה, והמתינו למשפטיהם תוך שהבריטים מחפשים אחר ראיות נגדם. במקרים מסוימים נמשכו תקופות המאסר עד שלוש שנים, והנאשמים זכו לכינוי "גולי מלטה". סך הכול הוצאו 145 פקודות מעצר אם כי חלקן, ובין אלה גם זו של מוסטפא כמאל, לא בוצעו מעולם בשל כך שניתנו בהיעדר. אחרוני הגולים שבו לטורקיה עד שנת 1922.
החלטותיה הראשונות של ועידת פריז, שהתכנסה בהפסקות החל ב-18 בינואר 1919 ועד 20 בינואר 1920, החלו מיושמות ב-15 במאי 1919 עם כיבושה של איזמיר בידי הצבא היווני. במקביל נחת כוח איטלקי באנטליה שבדרום אסיה הקטנה, וכוח בריטי החל להתמקם בחופי הים השחור בצפונה.
הבחירות האחרונות לפרלמנט העות'מאני נערכו בדצמבר 1919 תחת שלטון הכיבוש שהתקיים מכוח הפסקת האש. רוב 140 חברי הפרלמנט הרביעי והאחרון של האימפריה נמנו על "מפלגת ההגנה על זכויות אנטוליה ותראקיה" (Anadolu ve Rumeli Müdafaa-i Hukuk Cemiyeti) בראשותו של מוסטפא כמאל, כשהוא עצמו נותר באנקרה. למרות שפרלמנט זה היה קצר ימים, הוא לא הכיר בכיבוש הבירה, ואף הספיק לקבל שש החלטות חשובות אשר זכו לשם הכולל "מיסק-אה מילי" (Misak-ı Millî - "שבועת הלאום"). ההחלטות שפורסמו ביום 12 בפברואר 1920, התייחסו לגבולותיה העתידיים של טורקיה, והיו לבסיס לדרישותיה העתידיות לקראת חתימת הסכם לוזאן ב-1923:
פעולתו העצמאית של הפרלמנט לא נשאה חן בעיני מינהל הכיבוש, ובליל 15 במרץ 1920 החלו כוחות בריטים להשתלט על בניני מפתח בעיר וכן עצרו חמישה חברי פרלמנט. ב-18 במרץ 1920 התכנס הפרלמנט העות'מאני בפעם האחרונה ומחה על מעצר חבריו, וב-5 באפריל 1920, תחת לחץ המינהל הצבאי, הורה הסולטאן מהמט השישי על פיזורו של הפרלמנט. הסולטאן היה לבובה בידי המינהל הצבאי ואיסטנבול הייתה לאזור כבוש דה-יורה.
ב-10 באוגוסט 1920 חתמה האימפריה העות'מאנית על הסכם סוור (טורקית Sevr Antlaşması, אנגלית Treaty of Sèvres) שנוסח בעקבות ועידת סן רמו. ההסכם השלים את חלוקתה של אסיה הקטנה בין המדינות המנצחות. צרפת ובריטניה קיבלו את מרבית המזרח התיכון וחלקים מאסיה הקטנה. כמו כן קיבלו חזקה משותפת באיסטנבול ובאזור המצרים. מבחינת שתי המעצמות גם יחד, הן השיגו את כל אשר יחלו לו ואשר הונצח ביניהן בסוד בהסכם סייקס–פיקו. איטליה ויוון קיבלו את מרבית אנטוליה, אך התנגדות טורקית כפתה על היוונים נסיגה משם, בזמן שהאיטלקים לא היו מסוגלים לבסס את שלטונם. הרפובליקה הדמוקרטית של ארמניה נוצרה במזרח טורקיה, אך הצבא האדום פלש אליה ב-1920 ומדינה זו צורפה לברית המועצות. עוד הוכרז על הקמת אזור כורדי אוטונומי אך ניסיונותיו לממש את עצמאותו דוכאו על ידי הטורקים.
קשה לקבוע מהו המועד המדויק בו חדלה האימפריה העות'מאנית להתקיים, אם כי מקובל שמלחמת העצמאות של טורקיה החלה בחודש מאי 1919. במקביל לכיבוש בירתה וחלוקת כל שטחה של האימפריה, החל תהליך מקביל של התעוררות לאומית בעיר קטנה בשם אנקרה מרחק מאות קילומטרים מאיסטנבול. בד בבד עם פיזור הפרלמנט העות'מאני האחרון, נוסדה, בניצוחו של מוסטפא כמאל, "האספה הלאומית הגדולה של טורקיה" (Türkiye Büyük Millet Meclisi - TBMM) ביום 23 באפריל 1920. האספה עתידה להפוך לפרלמנט של טורקיה ומוסטפא כמאל לאבי האומה הטורקית המודרנית. בתוך שלוש שנים הדפו הטורקים את הכוחות הזרים מאסיה הקטנה ומתראקיה ומוסד הסולטנות בוטל ב-1 בנובמבר 1922. הסולטאן האחרון, מהמט השישי נשלח גם הוא לגלות מלטה ב-17 בנובמבר 1922, ויורשו אבדילמג'יט השני והשליט ה-37 והאחרון של האימפריה, שימש כח'ליף בלבד מעט יותר משנה, עד שב-3 במרץ 1924 בוטל גם מוסד הח'ליפה. הסכם לוזאן שהתקבל ב-24 ביולי 1923 הכיר בריבונותה של הרפובליקה הטורקית ובגבולותיה.