Sự hợp tác Ludendorff - Hindenburg được người dân Đức tán dương, và vào năm 1916, do thất bại của Đức trong trận Verdun, Đức hoàng đã sa thải Tổng Tham mưu trưởng Erich von Falkenhayn và phong Thống chế Hindenburg làm Tổng Tham mưu trưởng, Ludendorff trở thành Thượng tướng Bộ binh, Phó tổng tham mưu trưởng thứ nhất. Ông thực hiện "Kế hoạch Hindenburg", tăng cường phòng vệ quân đội Đức. Sau khi Nga bị loại khỏi vòng chiến, ông áp đặt những điều khoản khắt khe với Nga trong Hòa ước Brest-Litovsk vào tháng 3 năm 1918. Mùa xuân năm ấy, ông cũng phát động cuộc Tổng tấn công Mùa xuân 1918 nhằm đánh bại khối Hiệp ước trước khi "Lực lượng Viễn chinh Mỹ" đổ bộ đông đảo vào Pháp. Quân Đức giành được nhiều thắng lợi chiến thuật vang dội gây tổn thất lớn cho phe Hiệp ước, (điển hình như Chiến dịch Blücher) nhưng không thể đạt được một thắng lợi chiến lược nào. Quân số của Mỹ tại Pháp gia tăng, và thất bại của quân đội Đức trong trận sông Marne lần thứ hai dẫn tới sự xoay chuyển của cục diện chiến tranh. Ludendorff tuyệt vọng, và cảm thấy thất bại đã đến khi quân đội Khối Thịnh vượng chung Anh chọc thủng phòng tuyến quân đội của Đức hoàng trong trận Amiens. Khi ông đổi ý rằng cứ quyết tâm đẩy Đức vào vòng chiến, Đức hoàng buộc ông phải từ chức. Nhiều cuốn sách đã ca ngợi Ludendorff như một thiên tài quân sự, nhưng theo tác giả người Mỹ David T. Zabecki còn xa mới lên đến cấp độ này.