1939年9月1日、ドイツがポーランドに侵攻し、第二次世界大戦が勃発。イタリアはドイツと友好関係にあったにもかかわらず当初は局外中立を宣言し、事の成り行きを静観していた。そして翌1940年、ドイツがフランスへ侵攻すると、鋼鉄協約や独伊防共条約など対英仏・対ソで一致していたイタリアの参戦が予想された。しかし、戦争が第一次世界大戦と同じ様相を見せると考えた軍の反対で、ここでも当初はイタリアは傍観に徹していた。だが、フランス軍がドイツ軍に予想以上の惨敗を喫して一ヶ月という短期間で北仏を喪失すると、戦後を見据えて不利な立場になる事を恐れたムッソリーニ政権は参戦を宣言して、陸軍に攻撃を命じた。突然の参戦は軍にとって寝耳に水であり、宣戦布告が行われてから大急ぎで行軍準備が行われたが、兵員も物資も十分に揃えられなかった。もっともムッソリーニら政府閣僚は明確な軍事的目標を設定しておらず、発言などからも建前上としての参戦と考えていた向きが見られる。6月21日、西方軍集団が南仏へ進軍を開始、ニース・サヴォアの奪還が一応の目標として掲げられ、沿岸部を進む部隊が22日にプロヴァンス地方にあるマントンを占領した。しかし山岳地帯を進む部隊は冬季装備の欠乏に苦しみ、沿岸部隊も伊仏国境のマジノ線（アルパイン・ライン）に到達すると攻撃は捗らなくなった。6月21日、フランス降伏によってイタリアは占領していたマントンを割譲された他、ニース・サヴォアを中心とする伊仏国境にイタリア南仏進駐領を形成した。南仏進駐領には大戦後半の1943年にコルシカが新たに含められ、フランス内の「未回収のイタリア」の実質的な統合が果たされた。
欧州各国間の軋轢が強まる中、イタリアはドイツ･オーストリアと中央同盟を結成するが、未回収のイタリアの完全返還（オーストリア領土には南チロル、トリエステ、ダルマチアなどが残っていた）を巡っての交渉が決裂した事で同盟を離脱する。その後勃発した第一次世界大戦では当初は局外中立を表明して静観していたが、未回収のイタリアを割譲するとした秘密外交に乗る形で英仏側に立って参戦した。イタリア陸軍はアルプスの険しい山々でオーストリア陸軍と激しい山岳戦を演じた末、1916年にゴリツィアを占領する。しかしオーストリアの脱落を恐れたドイツが精鋭部隊を派遣、ドイツ軍が行使した浸透戦術（当時発案されたばかりの新戦術であった）に手痛い打撃を蒙り、窮地に立たされてしまう（カポレットの戦い）。これ以後イタリア陸軍は仏英軍の援軍を仰いで戦線を立て直すこととなり、戦争の趨勢が連合軍の勝利に帰着するまでを粘り強く耐え抜いた。この戦争によってイタリアはトリエステや南チロルの回収に成功した（ただしフィウーメやダルマチアは併合できなかった）が、仏英の様に莫大な戦費を賠償金で賄う事が出来なかった為、戦勝国とは思えぬ経済危機に見舞われ街は失業者と復員兵で溢れ返った。こうした経済不安は後のファシズムの台頭を招く事になる。
統一運動を一段落させたイタリア陸軍は新たな任務を植民地獲得へと定められる。植民地戦争の後発組であるイタリアが目をつけたのは東アフリカであった。1885年に東アフリカのエリトリア･ソマリランドを獲得、陸軍部隊を駐屯させた。更には唯一欧州列強の植民地化を逃れていたエチオピアに兵を進めるが、メネリク2世の下で高度な近代化に成功していたエチオピア軍を侮った事からアドワの戦いで敗れ、一時侵略の足を止めた。1900年の義和団の乱では列強の一員として出兵し、その存在感を示した。1911年には対立関係にあったオスマン帝国と開戦（伊土戦争）、10万の兵力と空軍･海軍部隊を有効に活用してオスマン軍に勝利した。
帝国内の諸地域では、民族主義が高揚して反政府運動が盛んになっていた。プロイセンに敗戦したことによる諸々の喪失は、自国を支配する能力にも影響を及ぼしたのである。とりわけ警戒を要したのは、皇帝に対する恨みがいまだ残存しているハンガリーだった。ウィーンはこのような状況下において、ベーメンのチェコ人と組んでハンガリーを抑えるか、ハンガリーのマジャル人と組んでスラブ民族を抑えるかという二者択一を迫られることになった。民族や人口比、宗教が同じカトリックであること、ウィーンとブダペストの近さなどからみて、ハンガリーとの協調が適切だと考えられた。また、皇后エリーザベトがハンガリーを愛してその熱烈な擁護者になっていたことも大きな影響を及ぼした。アウスグライヒについてのハンガリーとの交渉はプロイセンとの戦前から行われており、オーストリアがプロイセンに大敗した後も、ハンガリーは足元を見ることなく戦前と同じ条件のみを求めた。フランツ・ヨーゼフはこれに感謝しつつ、1867年にハンガリー人とのアウスグライヒ（妥協）を実現させ、二重君主国であるオーストリア＝ハンガリー帝国を成立させた。これにより、ハプスブルク帝国をオーストリア帝国領とハンガリー王国領に分割し、二重帝国の中央官庁としては共同外務省と共同財務省を設置する一方、外交・軍事・財政以外の内政権をハンガリーに対して大幅に認めた。1867年6月、フランツ・ヨーゼフはエリーザベトとともにマーチャーシュ聖堂へ赴き、ハンガリー国王としての戴冠式を執り行った。なお、このブダペストでの祝賀行事の最中、メキシコ皇帝となった弟マクシミリアンが処刑されたという知らせを受けた。フランツ・ヨーゼフはアウスグライヒが成立した後、ハンガリー人以外の民族とも関係を自由に改善する余地があると考えていた。チェコやポーランドにも、ハンガリーにとったのと同様の措置をとろうと考えた。具体的な構想が提出され、帝国を連邦制に改めるドナウ連邦構想が公式に議論された。不満を抱くチェコ人のためにボヘミア王として戴冠することを約束したが、これを二重制を壊すものだとするハンガリー首相アンドラーシ・ジュラの猛烈な反対に遭い、断念せざるをえなかった。