מעבר לקרבות לאלה, התחוללו בים הצפוני תקריות רבות, שהגדולה ביניהן הייתה קרב מפרץ הלגולנד, ב-28 באוגוסט 1914, ובה היו מעורבות עשרות אוניות, רובן קטנות (משחתות וסיירות). ההכרעה בקרב, לטובת הבריטים, באה בזכות סיירות המערכה הבריטיות.
הקרבות הימיים הם המושכים את עיקר תשומת הלב ההיסטורית, אך המצור הימי הממושך הוא זה שתרם את התרומה המכרעת למפלת גרמניה, בכך שהביא את העם הגרמני אל סף הרעב ואל קריסה כלכלית.
מערכת הצוללות.
מכיוון שהצי הגרמני היה מנוטרל, למעשה, מצאו הגרמנים כלי נשק חדש: לוחמת צוללות. במהלך 1915 הפעילו הגרמנים לוחמת צוללות נרחבת נגד הבריטים, מולה לא הייתה להם תשובה יעילה. הגרמנים קיוו שהצוללות יוכלו להכריע את המלחמה, אך ארצות הברית ומדינות אחרות ראו בלוחמת הצוללות הפרה של החוק הבינלאומי; על פי האמנות הבינלאומיות שנחתמו בסוף המאה ה-19, היה על כלי שיט התוקף אוניית סוחר להזהיר את הצוות, לאפשר לו לרדת לסירות הצלה ולהתרחק מן המקום. צוללות, מעצם טבען, לא היו יכולות לעשות כך מבלי לאבד את גורם החמקנות שלהן, מקור כוחן. בשל כך אירעו מקרים רבים של הרג צוותים אזרחיים, דבר שהפך לאסון של ממש בהטבעת אוניות נוסעים. הגרמנים כיוונו את לוחמת הצוללות כנגד תעבורה ימית בריטית, אך לא ניתן היה להימנע מהטבעתן של אוניות נייטרליות. תקרית מפורסמת של הטבעת אוניית נוסעים נייטרלית הייתה תקרית "לוסיטניה", שהביאה ללחץ כבד מצד ארצות הברית להפסקה מידית של לוחמת הצוללות. הגרמנים לא היו יכולים לעמוד בלחץ, וחששו להפנות נגדם את המדינות הנייטרליות; בסוף ספטמבר 1915 הופסקה לוחמת הצוללות, והן הוחזרו לבסיסיהן.
הצי הגרמני חש שבידיו נמצא המכשיר להכרעה במלחמה, ותסכולו גבר יותר ויותר למול ההגבלות שהוטלו עליו. גם הפיקוד הגרמני העליון, בראשות פאול פון הינדנבורג וסגנו, אריך לודנדורף, תמכו בהסרת המגבלות על לחימת הצוללות. הממשלה הגרמנית התנגדה למהלך, בשל החשש הכבד מפני כניסתה של ארצות הברית למלחמה לצד בעלות הברית; גם הקיסר התנגד לכך, אך שינה את דעתו לקראת סוף דצמבר 1916 מול לחצם המשותף של ראשי הצבא והצי. הגרמנים סברו שארצות הברית לא תתערב במלחמה; וגם אם תתערב, לא תספיק להתערב בזמן כדי להציל את בריטניה. ההחלטה הסופית התקבלה ב-9 בינואר 1917, ועל פיה הכריזה גרמניה על חידוש לוחמת הצוללות הבלתי מוגבלת ב-1 בפברואר 1917. החזרה ללוחמה בלתי מוגבלת אכן הובילה את ארצות הברית למלחמה, יחד עם מדינות נייטרליות נוספות, כברזיל.
בשלב הראשון לא היה לבריטים כמעט כל מענה נגד הצוללות: למעשה, לא היו כלי שיט שהתאימו לסוג זה של מלחמה; אוניות המערכה וסיירות המערכה היו למעשה חסרות ערך בלוחמה זו. רק המשחתות התאימו, וגם הן נדרשו להתאמות מיוחדות. לא היו כלי נשק מתאימים שהיו יכולים לפגוע בצוללת מתחת לפני המים. כדי להתגבר על קושי זה פותחה פצצת העומק, אך רק ב-1916 פותחה פצצה יעילה, וקצב הייצור היה כה איטי עד שב-1917 היו על כל אונייה רק ארבע פצצות כאלו. רק בתחילת 1918 החלו האוניות לקבל את המטען המקובל שכלל 35 פצצות עומק. גם כשהיו פצצות כאלו, לא היה אמצעי גילוי שיכול היה לאתר את הצוללת מתחת לפני הים. רק באפריל 1917 פותחו דגמים יעילים של הידרופון, ורק לקראת סוף השנה היו די מכשירים כאלה בשימוש הצי. לקראת סוף השנה כבר היה קיים מכשיר הסונאר (שנקרא אז "אסדיק", ASDIC), אך עד סוף המלחמה צוידו בו רק שבע אוניות.
רק עם הנהגת השיירות הצליחו בעלות הברית לצמצם את היקף הטבעות הצוללות. סיורים אוויריים, שכלול אמצעי הגילוי וכלי הנשק, הנחת מוקשים ימיים שנועדו לחסום את דרכן של הצוללות, ושכלול הנהלים באדמירליות הבריטית, הביאו לירידה בהיקף הנזק. 178 צוללות גרמניות הוטבעו, ועימן טבעו כ-5,000 קצינים ומלחים גרמניים. היקף האבדות שגרמו הצוללות היה עצום: הן הטביעו כ-5,000 אוניות, מתוכן 1,764 אוניות גדולות שנועדו לשיט חוצה אוקיינוס. בסך הכל הטביעו הצוללות אוניות בתפוסה כוללת של 12.8 מיליון טון. כ-15,000 מלחים ונוסעים נספו במערכה. הצוללות הטביעו גם אוניות מלחמה: עשר אוניות מערכה, 13 סיירות מסוגים שונים, ו-21 משחתות.
הים התיכון.
בניגוד לים הצפוני, שהיה זירת המאבק בין שני ציים, הייתה בים התיכון נוכחות של כמה ציים. חלקו המערבי של הים התיכון היה בשליטת הצי הצרפתי, ואילו הצי האיטלקי והצי האוסטרו-הונגרי התמודדו על שליטה בים האדריאטי. מעבר לציים אלו, שהיו ציי מדינות השוכנות לחוף הים התיכון, היו בזירה זו גם יחידות של הצי המלכותי הבריטי והצי הגרמני הקיסרי, ומאוחר יותר גם של הצי הקיסרי היפני, שהגיעו כתגבורת לצי הבריטי. איטליה הייתה חלק מהברית המשולשת, שנחתמה ב-1882 בין האימפריה הגרמנית, האימפריה האוסטרו-הונגרית וממלכת איטליה, ומעמדה בתחילת המלחמה לא היה ברור. לו הייתה איטליה מצטרפת לגרמניה ואוסטרו-הונגריה, היה נוצר עימות על השליטה הימית בים התיכון. בפועל, נקטה איטליה מדיניות נייטרלית בתחילת המלחמה, אך לאחר מכן, ב-1915, הצטרפה למדינות ההסכמה.
המשימה הראשונה שהוטלה על הצי הצרפתי הייתה העברת הגיס ה-19 של צבא צרפת שהיה בצפון אפריקה למרסיי, כדי לתגבר את צבא צרפת מול צבא הקיסרות הגרמנית הצפוי לפלוש לצרפת. הצי הבריטי בים התיכון קיבל הוראות לסייע לצרפתים במהלך זה, אך התיאום בין הציים היה לקוי ולא הוסדר כיאות. איום על תנועת הצי הצרפתי בא מצדה של סיירת המערכה הגרמנית "גֶּבֶּן" (Goeben) שהוצבה בים התיכון. "גבן" והסיירת הקלה "ברסלאו" היו בחיפה כאשר קיבלו את ההודעה על רצח הארכי-דוכס האוסטרו-הונגרי פרנץ פרדיננד בסרייבו, ב-28 ביוני 1914. האדמירל הגרמני וילהלם סושון שפיקד על האוניות הסיק נכונה שעומד לפרוץ משבר עולמי, והחל לנוע למערב הים התיכון. "גבן" הייתה בין האוניות המהירות ביותר ובעלות החימוש הכבד ביותר בים התיכון, אם כי לבריטים היו במלטה שלוש סיירות מערכה מהירות וחזקות כמוה. לו הייתה "גבן" מצליחה לתקוף את שיירות האוניות נושאות החיילים הצרפתיים, הייתה עלולה לגרום לנזק חמור. בשל כך סומנה האונייה הגרמנית כיעד חשוב של הבריטים.
המערכה הימית בים התיכון נפתחה במרדף דרמטי של יחידות הצי הבריטי אחרי "גבן" ו"ברסלאו". המרדף החל בחופי אלג'יריה, לשם הגיעו האוניות הגרמניות כדי להפגיז את ערי החוף. הגרמנים קיבלו הוראות ממפקדת הצי הגרמני להפליג לטורקיה, שעמדה להצטרף למעצמות המרכז. הבריטים רדפו אחרי שתי האוניות, אך עקב פקודות לא ברורות לא הצליחו ללכוד אותן. "גבן" הצליחה לחמוק ולהגיע לקונסטנטינופול, שם הועברה לצי הטורקי; צוותה המקורי נותר עליה, אך חבש תרבושים ורשמית הוגדר כצוות טורקי. האדמירל הגרמני, וילהלם סושון (Souchon) נתמנה כמפקד הצי הטורקי. האימפריה העות'מאנית עדיין התלבטה בשאלה אם להצטרף למעצמות המרכז, כאשר "גבן" הכריעה עבורה; האונייה הגרמנית-טורקית הפליגה יחד עם "ברסלאו" ועוד 14 אוניות טורקיות אל ערים רוסיות לחוף הים השחור. הצי הטורקי הפגיז ערים אלה וגרם לנזק כבד, ובכך הכריח את כניסתה של טורקיה למלחמה לצד מעצמות המרכז.
המערכה הימית הנרחבת ביותר במלחמה הייתה מערכת גליפולי, ב-1915. כדי לשבור את שהשתרר ב-1915, הועלה בבריטניה הרעיון לתקוף את האימפריה העות'מאנית ולהוציאה מהמערכה על ידי משלוח צי שיפרוץ דרך מצרי הדרדנלים אל ים מרמרה, ושם יכבוש את קונסטינופול ויכריע את הטורקים. ב-19 בפברואר 1915 החל צי צרפתי-בריטי משולב, ובו 14 אוניות מערכה פרה-דרדנוט, שלוש אוניות מערכה ושתי סיירות מערכה להפגיז את המבצרים שחלשו על המצרים, כדי לאפשר לשולות מוקשים לפנות את המוקשים הימיים שחסמו את המעבר. למרות כמה שבועות של הפגזה, נכשל הניסיון, והוחלט על הנחתת כוחות יבשתיים בחצי האי גליפולי, השוכן בצד האירופי של מצרי הדרדנלים. הכוחות הונחתו החל ב-25 באפריל 1915, אך לאחר חודשים אחדים הסתבר כי נכשל הניסיון להזיז ממקומו את הצבא העות'מאני. לאחר נפילת 131,000 חיילים ופציעת 252,000 אחרים החליטו מדינות ההסכמה לסגת מחצי האי. למרות הכישלון, המשיכו הבריטים והצרפתים בהסגר ימי על הדרדנלים, ומנעו יציאה של הצי הטורקי אל הים התיכון. הייתה זו המערכה הימית העיקרית במלחמה בזירה זו בין אוניות שטח.
עם כניסת איטליה למערכה לצד מדינות ההסכמה, הטילו מדינות ההסכמה הסגר ימי על הים האדריאטי, כדי למנוע מהצי האוסטרו-הונגרי מלפעול. אסטרטגיה זו הצליחה, אם כי הגרמנים והאוסטרו-הונגרים הגיבו בלוחמת צוללות, שהטביעו שתי אוניות מערכה מן הדרג השני, שתי סיירות משוריינות, חמש משחתות, ושתי צוללות. זאת, מעבר לאוניות סוחר רבות.
ההסגר הימי על הים האדריאטי ועל הדרדנלים העניק למדינות ההסכמה שליטה מלאה על הים התיכון, וכך היו נתיבי הים פתוחים עבורם למעבר סחורות וציוד, בין השאר למצרים ולתעלת סואץ.
לוחמת הצוללות בים התיכון.
מול העליונות המלאה שהייתה למדינות ההסכמה בתחום אוניות השטח, הצליחו מעצמות המרכז להפעיל לוחמת צוללות מוצלחת בים התיכון, שגרמה למדינות ההסכמה נזקים כבדים. צוללות פעלו בים האדריאטי, כפי שהוזכר לעיל, כבר מ-1914. לאחר תחילת המערכה בגליפולי שלחה גרמניה צוללות לטורקיה; עד סוף 1915 כבר היו לגרמניה שבע צוללות שבסיסן בקונסטנטינופול, ואלו הסבו לצי הצרפתי-בריטי אבדות משמעותיות, ובהן שתי אוניות מערכה.