בספטמבר 1915 פורקה הארמייה הראשונה, אך היא הוקמה מחדש במהלך הקרב על הסום מהאגף הימני (הצפוני) של הארמייה השנייה בראשותו של פון בלו. את פיקוד הארמייה השנייה תפס הגנרל מקס פון גלוויץ. לאחר הקרב על הסום החליף פון דר מרוויץ את פון גלוויץ. בשלהי המלחמה ב-1918 הוחלפו מפקדי הארמיות הראשונה והשנייה, כאשר ביוני החליף הגנרל ברונו פון מודרה את פריץ פון בלו בפיקוד הארמייה הראשונה, ולאחריו באו הגנרל אוטו פון בלו באוקטובר והגנרל מגנוס פון אברהרדט בנובמבר, ובספטמבר החליף הגנרל אדולף פון קרלוביץ את פון דר מרוויץ בפיקוד הארמייה השנייה.
בראש הארמיות במרכז עמדו אלברכט, דוכס וירטמברג, שפיקד על הרביעית ווילהלם, נסיך הכתר של גרמניה, שפיקד על החמישית. לאחר שאלברכט מווירטמברג קודם בפברואר 1917 לפקד על קבוצת ארמיות שנקראה על שמו, מונה גנרל פרידריך זיקסט פון ארמין למפקד הארמייה. וילהלם גם כן מונה לפקד על קבוצת ארמיות בנובמבר 1916, ובמקומו נכנס לתקופה קצרה גנרל אוואלד פון לוכוב, שהוחלף בפון גלוויץ מן הארמייה השנייה. בספטמבר 1918 החליף פון דר מרוויץ את פון גלוויץ שקודם לפיקוד על קבוצת ארמיות.
על הארמיות שבכנף השמאלית פיקדו רופרכט, יורש העצר של בוואריה, שפיקד על השישית, וגנרל יוזיאס פון הרינגן, שפיקד על השביעית. רופרכט קודם באוגוסט 1916 לפקד על קבוצת ארמיות משלו ובמקומו נכנס גנרל לודוויג פון פלקנהאוזן. באפריל 1917 החליף אוטו פון בלו את פון פלקנהאוזן, ובספטמבר של אותה שנה מונה גנרל פרדיננד פון קוואסט. פון הרינגן הוחלף באוגוסט 1916 על ידי גנרל ריכרד פון שוברט, ובמרץ 1917 החליפו הגנרל מקס פון בהן. פון בהן קודם לפקד על קבוצת ארמיות ובמקומו נכנס פון אברהארדט לתקופה של חודשיים אשר בתומה חזר פון בהן לפקד על השביעית.
האימפריה האוסטרו-הונגרית.
האימפריה האוסטרו-הונגרית שלחה אך מעט כוחות לתגבור הלוחמים הגרמנים. מספר פלוגות משלוח נשלחו לצרפת ולבלגיה, כשעיקר תרומתן הייתה בהפעלת תותחי סקודה כבדים בעת הטלת מצור.
מדינות ההסכמה.
צרפת.
צרפת, יחד עם האימפריה הבריטית, היוותה את עיקר הכוח הלוחם של מדינות ההסכמה בחזית המערבית, וחלק ניכר מן הלחימה בחזית זו התחולל בשטחה. אף שהצבא הגרמני התקדם לעבר צרפת דרך בלגיה, תוכנית הלחימה הצרפתית גרסה כי את עיקר הכוח יש להציב בגבול עם גרמניה, ואכן, עיקר המאמצים בתחילת הלחימה הוקדשו לאזור זה של החזית. חמש הארמיות הצרפתיות שהוקמו עם תחילת המלחמה, שהסתכמו בכ-70 אוגדות, הוצבו לפי מספרן הסידורי מהכנף הימנית לשמאלית. בקצה הימני ביותר הוצב כוח הסתערות מיוחד, שהורכב מהגיס השביעי ומאוגדת הפרשים השמינית, ושמאלה ממנו נערכו הארמיות הראשונה והשנייה באלזס ובלורן מול הארמיות הגרמניות השישית והשביעית. הארמיות השלישית, הרביעית והחמישית הוצבו מעברה השמאלי של ורדן, כאשר הארמייה החמישית עתידה הייתה לפנות לכיוון צפון-מזרח כדי לפגוש את הכנף הימנית הגרמנית המגיעה מבלגיה. בחודשים הראשונים ללחימה הוקמו חמש ארמיות נוספות, ובהמשך קובצו הארמיות לשלוש קבוצות ארמיות: צפונית, מרכזית ומזרחית, וכן קבוצת ארמיות של מילואים.
עם פתיחת המלחמה עמד הגנרל ז'וזף ז'ופר בראש המטה הכללי הצרפתי. ז'ופר הצליח למנוע התמוטטות של הצבא הצרפתי עם ההסתערות הגרמנית, והצבא בפיקודו אף בלם את ההתקדמות הגרמנית על נהר המארן. אולם, ז'ופר לא הצליח לשבור את הקיפאון של מלחמת החפירות שבא לאחר המרוץ אל הים, ובדצמבר 1916, לאחר האבדות הגדולות בקרב ורדן ובקרב על הסום, ולמרות הצלחה מסוימת שניתן היה לייחס לקרבות אלה, מונה למרשל צרפת, תפקיד בכיר יותר, אם כי חסר חשיבות מעשית. מחליפו בתפקיד היה רובר ניוול, שהגה את מתקפת ניבל, אשר בכישלונה גרמה למעל 100 אלף הרוגים צרפתים. לאחר כישלון המתקפה והמרידות בצבא הצרפתי בעקבותיה הועבר ניבל במאי 1917 לתפקיד במערכה בצפון אפריקה. מחליפו של ניבל כמפקד כוחות צרפת היה אנרי פיליפ פטן, ששיפר את תנאי המחיה בחזית והעדיף פעולות מגננתיות יותר. לאחר הקרב השלישי על האן וקריסת העמדות הצרפתיות, הוכפף הפיקוד של צבא צרפת למפקד העליון של כוחות ההסכמה, פרדיננד פוש. פוש הוביל את מדינות ההסכמה לניצחון בחזית המערבית.
האימפריה הבריטית.
האימפריה הבריטית הצטרפה ללחימה בחזית המערבית בהכריזה מלחמה על גרמניה, לאחר שזו הפרה את נייטרליותה של בלגיה ובהתאם לברית המשולשת שכרתה עם צרפת ורוסיה. הבריטים שלחו אל החזית המערבית בראשית אוגוסט 1914 חיל משלוח, אשר כלל בתחילה ארבע אוגדות, אם כי במקור תוכננו להישלח שש. הצבא הבריטי, בניגוד לצבאות אחרים באירופה, לא השית גיוס חובה וייעודו היה להילחם מעבר לים, וזאת להבדיל מההגנה הטריטוריאלית שנועדה לשמור על הממלכה. על כן ממדיו הראשוניים של חיל המשלוח הבריטי היו קטנים ביחס לצבאות האחרים. בהמשך המלחמה, עם עידוד הגיוס לצבא בבריטניה, צמח חיל המשלוח לכדי חמש ארמיות, כך שבשיאו מנה החיל כשני מיליון חיילים. נוסף על חיל המשלוח הבריטי שהגיע מבריטניה גופא, נחלצו לעזרת כוחות ההסכמה בחזית גם חילות משלוח מרחבי האימפריה הבריטית: הודו, דרום אפריקה, אוסטרליה וניו זילנד במסגרת אנזא"ק וקנדה במסגרת חיל המשלוח הקנדי. בסך הכול שירתו במסגרת החיל כ-5.4 מיליון חיילים. גזרת הבריטים לאורך קו החזית הייתה הגזרה המרכזית, בין הכוחות הבלגיים לצבא הצרפתי. בראש חיל המשלוח עמד בראשית המלחמה ג'ון פרנץ', כשמעליו שר המלחמה הוריישו קיצ'נר. בדצמבר 1915, לאחר הכישלון בקרב לוס, הוחלף פרנץ' בדאגלס הייג, שפיקד על הכוח עד לתום המלחמה.
בלגיה.
הנייטרליות של בלגיה הופרה כבר בתחילת הלחימה בחזית עם הפלישה הגרמנית אליה ב-4 באוגוסט 1914. אף שהבלגים הצליחו לבלום במידת מה את הכוחות הגרמניים ולעכב את התקדמותם, בזכות לחימה עיקשת של הצבא הבלגי והאזרחים ועמידותם של המבצרים, שטחים נרחבים בבלגיה נכבשו ופלנדריה הייתה לנתח גדול משדה הקרב בחזית המערבית. עיכוב זה העניק לצרפת ובריטניה את הזמן הדרוש להתארגנות לשם הגנה מפני כיבוש צרפת. הכיבוש הגרמני בבלגיה היה אכזרי וזכה לכינוי "אונס בלגיה". בית המלוכה הבלגי, ובפרט המלך אלברט הראשון, שפיקד על צבא בלגיה, התגלה בתקופת המלחמה כסמל לאומי מאחד, אשר נתן לעמו תקווה וגאווה לאומית.
ערב המלחמה מנה הצבא הבלגי שש אוגדות רגלים ואוגדת פרשים, אשר הוצבו בגנט, באנטוורפן, בלייז', בנאמור, בשרלרואה, במונס וכן במרכז בריסל. באוגוסט 1914 גויסו 117,000 חיילים ועוד 67,000 מתנדבים להילחם בפולשים הגרמנים, כאשר המילואים נותרו לאייש את המבצרים. הצבא היה מחוסר ציוד בסיסי ונאלץ להשתמש ביכולת אלתור בלחימתו.
ארצות הברית.
ארצות הברית נכנסה למלחמה לצד מדינות ההסכמה ב-6 באפריל 1917, כשלוש שנים לאחר פרוץ המלחמה. אל החזית שלחה ארצות הברית כמיליון חיילים במסגרת חיל המשלוח האמריקאי תחת פיקודו של גנרל הצבאות ג'ון פרשינג. חיל המשלוח, שהגיע בתחילה טיפין טיפין משום שחייליו לא היו מאומנים דיים ללחימה, מנה 30 אוגדות לוחמות, שבע אוגדות שירותים וארבע אוגדות מילואים, עם למעלה משני מיליון אמריקאים שהגיעו לאירופה עד לשביתת הנשק. על אף שהמשמעות הצבאית של הכוח האמריקאי בלחימה לא הייתה גדולה, הדחיפה המורלית שנתנו החיילים האמריקאים לבעלי בריתם הייתה מכרעת.
מדינות נוספות.
בעקבות בקשה צרפתית לסיוע, שלחה האימפריה הרוסית לחזית המערבית חיל משלוח בן חטיבת לוחמים אחת, אשר נחת במרסיי באפריל 1916. החטיבה הרוסית לחמה לצד מדינות ההסכמה החזית המערבית עד למהפכה הרוסית ב-1917, אז פורקה. מקצת מן החיילים נשארו בצרפת להילחם במסגרת הלגיון הרוסי עד לתום המלחמה.
ב-7 באוגוסט 1916 אושרה הקמתו של חיל משלוח פורטוגלי לחזית המערבית שמנה 55,000 רגלים ו-1,000 תותחנים ואשר הוכפף לפיקוד בריטי. חיל משלוח נוסף של 30,000 מתנדבים הגיע לצרפת בינואר 1917. בסך הכול נשלחו שתי אוגדות פורטוגליות אשר לחמו תחת פיקוד הארמייה הבריטית הראשונה בגזרת איפר. בנוסף, פעלה יחידה של 1,000 תותחנים מכוח הארטילריה הכבדה העצמאי תחת פיקוד צרפתי.
בשנת 1918 שלחה ממלכת איטליה לחזית המערבית שתי אוגדות במסגרת הגיס השני תחת פיקודו של הגנרל אלבריקו אלבריצ'י. גיס זה לחם בקרב השני על המארן ובקרבות נוספים אחריו עד לסיום המלחמה.
ברזיל שלחה לחזית המערבית רגימנט רגלים אחד שנלחם לצד הצבא הצרפתי. בנוסף, לקראת סוף המלחמה שלחה ברזיל משלחת רפואית לצרפת, אשר נשארה שם עד פברואר 1919.
בנוסף לחיילים גייסו מדינות ההסכמה מאות אלפי עובדים אזרחיים ממדינות שונות, וביניהן סין ודרום אפריקה, על מנת שיעסקו בעבודה חיונית שאינה לחימה מאחורי קווי החזית.
שדה הקרב.
אזורי לחימה.
אזורי הלחימה בחזית המערבית בבלגיה ובצפון-מזרח צרפת כללו צורות נוף מגוונות, החל מקו החוף של הים הצפוני ועד לגבול שווייץ ורכס הרי הווז' בגובה של 1,400 מ' מעל פני הים, אשר השפיעו על אסטרטגיית הלחימה ברמות השונות. בתווך זה נישאו הרים ורכסים, השתרעו מישורים ועמקים, זרמו נהרות, והאדמה, שהייתה עשויה קרקעות חול, גיר וחרסית, כוסתה בחלקה ביערות ובביצות. כמו כן, יישובים, בחלקם מבוצרים, היו מעוזי לחימה בולטים בקו החזית. עיקר הלחימה בחזית התנהלה לאורך קו חזית אחד שנשאר יציב למדי לאורך שנות המלחמה. בטרם ההגעה לקו חזית זה, שעט צבא הקיסרות הגרמנית דרך בלגיה תוך שהוא כובש את הערים המבוצרות הבלגיות של לייז', נאמור ואנטוורפן. האזור הוולוני בבלגיה היה אזור מתועש, עשיר במכרות ברזל ופחם.