Enquanto isso, a situação na Rússia se deteriorava. Mais de quatro milhões de soldados já haviam sido mortos ou desapareceram em três anos de conflito, com poucos ganhos para o império, algo que fez a moral nacional despencar. Além disso, as condições e qualidade de vida da população caíram consideravelmente devido aos gastos excessivos da guerra e a má gestão econômica do governo czarista. Isso levou a um caos social e em fevereiro de 1917 estourou uma revolta em larga escala que logo virou uma revolução, forçando o czar Nicolau II a abdicar do trono. O Governo Provisório Russo foi formado, com Georgy Lvov como seu líder. Ele logo foi substituído por Alexander Kerensky que, embora tivesse sido um líder mais eficiente, acabou não conseguindo galvanizar apoio ao governo (entre o povo ou com os militares), ao mesmo tempo que afirmou que prosseguiria com a guerra. Kerensky lançou o exército da nova República Russa numa grande ofensiva em julho, mas terminou em mais um fracasso. Capitalizando no desgosto popular sobre o novo governo, os Bolcheviques iniciaram uma revolta contra a administração de Kerensky, culminando na Revolução de Outubro, e resultou na ascensão de Vladimir Lenin ao poder e a formação da República Socialista Federativa Soviética da Rússia. Os soviéticos imediatamente contactaram a Alemanha e começaram a negociar um armistício. Após muita discórdia, irritados, os alemães e austro-húngaros invadiram o oeste da Rússia na Operação Faustschlag (fevereiro-março de 1918), o que forçou o novo governo soviético russo a voltar a mesa de negociações e assinar o Tratado de Brest-Litovski, formalmente retirando os russos da guerra após enormes concessões territoriais feitas as Potências Centrais. Dois meses depois, em maio, a Romênia também saiu da guerra, através do Tratado de Bucareste.