1916年剛剛來臨，德軍參謀總長法金漢的一個新的進攻計畫已接近成熟。他認為德軍無法贏得一個長期的戰爭，要瓦解協約國關鍵在於使法國儘快屈服，要做到這點必須讓「法國因流血過多而死亡」。於是他便選定法國人視為聖地，必然死守的凡爾登要塞區域作為打擊目標，但未必一定要拿下這個要塞，目的在於耗盡法國的元氣，把它變為法國人的「流血池」。所以，法金漢給這個作戰計畫起了個殺氣騰騰的代號——處決地。但法金漢給第5集團軍司令、皇太子普林斯的命令是：「在穆斯河地區向凡爾登方向發動一個攻勢。」這個命令比較空泛，甚至語焉不詳。皇太子則順理成章地作為含有攻佔凡爾登的意思來理解，並依此作出進攻計畫。法金漢自然不是這個意思，如果迅速攻下這個要塞，「要使法國把血流盡」的偉大戰略就不能實現了。仗還沒有打，德軍前線將領同最高統帥部在目標認識上已發生錯位。
由於大戰以來，列日、那慕爾等要塞的陷落，使人們發現脫離野戰部隊、單獨來防守永久性要塞是不可能的事。法軍已將凡爾登、貝耳福等地的要塞的火炮拆除連同守備部隊一塊用以加強野戰部隊，以原來的要塞為基地建立野戰工事體系，從而使要塞成為野戰軍團防禦線上的不可分割之部分。凡爾登要塞防區隸屬法軍中央集團軍群，它凸入德軍防線，距德軍主要鐵路系統僅12英里，穆斯河流經此地，將該防區分為東、西兩部，法軍統帥部在凡爾登要塞區設置了4道防線，正面防禦達112公里，法軍3個軍防守。
德軍原定的進攻時間是2月12日，由於天氣惡劣，雨、雪、霧等接連不斷，進攻時間向後推遲了一個多星期。期間德軍的投誠和俘虜人員向法軍透露了德軍即將進攻的消息，使得法軍在德軍發起進攻前，得到6個師和6個炮兵團的援助。2月21日，德軍以1500多門火炮和迫擊炮向要塞的第一、第二道防線實施猛烈炮擊達9小時，布拉邦特、奧恩、凡爾登這塊狹小的三角地帶落下200萬發炮彈，法軍損失重大，指揮系統癱瘓。2月25日，德軍死戰攻下要塞最重要的杜奧蒙炮台，奪取了法軍第二道防線，獲得戰術上的重大勝利。法軍統帥部急調貝當的第2軍團增援凡爾登，並下達了死守的命令。德軍雖然奪取了杜奧蒙炮台，但法軍的防禦是由要塞永久性工事和野戰防禦工事相結合所構成，所以炮台被占，但防區仍能堅守下去。關鍵在於同後方的聯繫。貝當在這方面顯示了卓越的組織能力，他採取有效措施，始終保持著巴勒杜克－凡爾登的暢通無阻，這是當時前線與後方連接的唯一的公路。這條線路被法軍稱為「神聖之路」。這條65公里長的公路被分為6段，3900輛汽車被編為175個汽車排，約9000名官兵執行汽車勤務，通車能力達到每晝夜6000輛。在整個會戰期間，幾十萬部隊和數不清的武器彈藥以及其他作戰物資從這條「神聖之路」源源流向前線。
從3月5日起，德軍把進攻重點移到穆斯河左岸，即凡爾登要塞西部。5月7日和20日，經三個月的反覆衝殺和幾度易手，德軍加爾維茨集團終於分別佔領了304高地和莫爾特－奧姆高地，這是凡爾登要塞防禦線上兩個重要支撐點。6月初，德軍已經突破法軍3道防線，正向最後一道防線反覆衝擊。這時德皇已發布6月15日前佔領凡爾登的命令。6月7日，專門組成的德軍炮台強擊部隊攻克法軍位於最後防線上的沃炮台。6月24日，最後一道防線上的弗勒里村莊、蒂奧蒙堡壘群也相繼被德軍洛霍夫集團攻佔。不過德軍對凡爾登的進攻，此時已達到其高潮的頂點，在以後的兩個多月里，德軍對蘇維爾炮台的幾次進攻均被擊退。
就在凡爾登會戰進行時，俄軍於6月4日在東線發起大規模攻勢。英、法軍隊也在西線索姆河地域於7月1日發起聲勢浩大的進攻。8月27日，羅馬尼亞參加協約國一方作戰。在此情況下，德國在凡爾登的作戰已失去戰略意義。德皇威廉二世終於明白了法金漢的戰術意義：不僅要法國人的血流盡，也要放干德國人的血。由於凡爾登作戰失敗，法金漢8月28日被迫辭職。興登堡接任德軍參謀總長，魯登道夫任參謀本部首席軍需官。法金漢曾斷言，羅馬尼亞在9月中收穫莊稼前不會參戰，現在正好是個難得的機會，把他降級充任羅馬尼亞戰線上的一個集團軍指揮官的職位上。9月2日，新任參謀總長興登堡下達了停止進攻的命令。這時法軍已重獲主動權，在8月，法軍相繼收復杜奧蒙、弗勒里、和304高地。11月2日佔領杜奧蒙炮台和沃炮台。法軍就這樣一碼一碼地恢複了丟失的陣地，經數月頑強攻擊，於12月18日達到第三道防線，然後停止了進攻。
歷時十個月之久的凡爾登會戰是第一次世界大戰中規模最大、時間最長的會戰，它純粹是一場消耗戰，是交戰雙方的物資競賽。在這個被稱做「絞肉機」或「穆斯河的磨坊」的凡爾登戰場上，共毀滅了120個師，其中法軍69個師，德軍50個師。死傷人數：法軍約54.2萬人，德軍約43.4萬人。這場會戰對於德軍來說，無論從法金漢的目標，還是從皇太子誤解後的目標來看，都是失敗的。前者雖然極大地消耗了對手，但自己也同時被消耗了。後者既沒有佔領凡爾登，又沒能達成突破，原因是以當時的武器火力，在狹窄的地段孤立地實施突破，不會給進攻者帶來成功。防守者能夠及時將預備隊投入突破地段，封住突破口，還能進行有力的反撲，不讓戰術突破發展成戰略突破。另外，一個法軍炮兵無意中擊中了隱藏在斯潘庫爾森林裡的一個德國兵工廠，引爆了裝有45萬顆大口徑火炮的炮彈，引起了第一次世界大戰中的最大一次爆炸。在4月初，整個防區里德軍所有15英寸和16.5英寸的大炮，都被法軍炮兵摧毀。法國一位軍事歷史學家認定，這兩件事情對於最終擊敗德軍起了決定性的作用。
在1915年12月6日的協約國軍事聯盟會議上，也就是第二次尚蒂伊會議，與會各國通過了英、法在次年夏季實施索姆河會戰的計畫。計畫規定：法軍3個集團軍、英軍2個集團軍聯合進攻法國北部的德軍。法軍應在佩羅納、聖康坦、拉昂發動進攻，粉碎「努瓦榮突出部」和埃納河地區的德軍；英軍應在巴波姆、康佈雷、瓦朗西安發動打擊。目的是擊潰部署在阿臘斯和利斯河地區的德軍北方集團軍群。由於德軍先期發動凡爾登會戰，打亂了法軍的計畫，迫使霞飛和其參謀總長德卡斯特爾諾將原計畫使用的兵力減去62％，但英軍原定投入的力量不變。
英、法軍隊為此次會戰足足準備了5個多月的時間，在其進攻地帶，從後方到前線共鋪設了約250公里的標準鐵路，500公里的窄軌鐵路；修建了6個機場；構築了150個混凝土場地，用於搭建大口徑火炮專用的掩蔽部；挖掘了2000口小井，建造上水道網；擴大了13所後方醫院，可容納4萬多名傷員；法軍的軍團、軍、師的倉庫里共準備了約600萬發75毫米炮彈和200萬發重炮炮彈。
擔任攻擊主力的是英軍勞林森將軍第4集團軍的5個軍加上英軍第3集團軍的1個軍，和法軍法約爾將軍第6集團軍的5個軍。預備隊是英軍的1個軍，法軍第10集團軍的4個軍。會戰共投入3500門火炮，300架飛機。防守的一方是德軍比洛的第2集團軍，開戰時只有8個師，德軍陣地由三條防線組成，彼此間隔二三公里，每條防線又有三條密集塹壕線和無數相互支援的支撐點，環形防禦工事，四通八達的交通壕。陣地下面已略顯地下城市的模樣，照明用電燈，有洗衣店、修理廠、醫療站、咖啡館。
會戰從6月24日開始，炮兵向德軍陣地持續轟擊了整整7天，僅法軍第6軍團陣地上的炮兵就發射了250萬發炮彈。7月1日，在航空兵和猛烈炮火的掩護下，步兵開始躍出戰壕，向前進攻。在突破正面上，英、法軍隊的兵力密度是平均每公里1個師。進攻的第一天，英軍士兵組成幾批攻擊波，在每一波里，他們秩序井然，手握槍、肩並肩，以標準的操典式正步前進。德軍在對方炮轟時全部躲進安全的地下掩蔽部，並用地下潛望鏡觀察地面上的情況。炮擊結束後，對方的徐進彈幕射擊往後延伸時，德軍又從地下回到地面陣地，架上機槍向成密集隊形，正步走來的進攻者不停地掃射，其效果像割麥子一樣，一片片地倒下。進攻第一天，僅英軍就死傷超過6萬人。法軍的進攻出乎德軍意料，因而取得較大的戰果，在步兵進攻的第一天就攻下德軍第一道防線。第二天拿下德軍第二道防線。第三天德軍反攻企圖奪回陣地，被法軍擊退後，撤到第三道防線上。到7月5日，法軍已攻入德軍最後一道防線時，德軍參謀本部派來增援的5個新銳師及時趕到，打退了法軍的進攻並利用法軍進攻出現的時間間隙，封閉了突破口。這樣法軍未能將戰術突破發展成戰略突破。到7月中旬，英、法軍只在德軍防線上楔入2～7公里。
8月里，英、法部隊繼續發展攻勢，雙方援軍接踵而至，聯軍增加到51個師，飛機有500架。德