A Monarchia úgy vélte, hogy saját délszláv nemzetiségeinek féken tartása érdekében feltétlenül erőt kell demonstrálnia és (német szövetségesével való konzultáció után) előbb elfogadhatatlan ultimátumot intézet Szerbiához, majd hadat üzent. A konfliktus gyorsan világméretűvé eszkalálódott, miután előbb Szerbia oldalán Oroszország, majd Ausztria mellett a Német Birodalom, majd Franciaország és Anglia is belépett a háborúba. Az osztrák-magyar hadsereg nem volt felkészülve ilyen nagyságrendű konfliktusra. Szerbiát csak egy év alatt és német-bolgár segítséggel tudta megszállni, Galíciában pedig súlyos veszteségeket szenvedett és kénytelen volt nagy területeket feladni; itt is német segítségre szorult a katasztrófa elhárítására. Az 1916-os Bruszilov-offenzíva és Románia hadüzenete után a kezdeményezés és a hadmozdulatok irányítása már végleg a németek kezébe jutott. Miután Olaszország is belépett a háborúba az antant oldalán, az osztrák-magyar hadsereg a Tirolban kiépített erődvonalra és az Isonzó folyóra támaszkodva képes volt 12 csatában feltartóztatni az olasz támadásokat. 1917 végén Németország segítségével áttörték az olasz frontot, benyomultak Friuliba, elfoglalták Veneto régiót a Piave folyóig, de a következő év nyarán az újabb offenzíva már összeomlott. A nyugati fronton Ausztria csak korlátozott erőkkel tudott részt venni.