凡爾登戰役是第一世界大戰中破壞性最大，持續時間最長的戰役。戰事從1916年2月21日延續到12月19日，交戰雙方先後投入百萬軍隊，造成了雙方七十多萬人的傷亡，傷亡人數僅於索姆河戰役。凡爾登戰役是典型的陣地戰和消耗戰，因此戰的殘酷故被稱為“凡爾登絞肉機”。
作為扼守默茲河的重要關隘，凡爾登是協約國軍防線的突出部，對德軍深入法國、比利時有很大威脅，它又是通往巴黎的強固據點和法軍陣線的樞紐。1916年，德意志帝國決定把進攻重點再次轉向西線，力圖打敗法國。於是凡爾登被推到了戰爭的最前沿。
1916年2月21日7時15分開始，德軍集中前線火炮，開始了戰前的炮火準備。至16時45分，德軍重兵壓境，凡爾登戰役開始。法軍在德軍猛烈的炮火下傷亡慘重，當天第一道陣地即失守。在五天當中，德軍前進5公里，並佔領法軍第3道陣地上的重要支撐點杜奧蒙堡。但此時法軍援軍及時趕到，加強了縱深的防禦。
從2月27日起的1周內,法軍利用巴勒迪克通往凡爾登的公路，組織3900輛卡車突擊運輸，運送人員19萬和彈藥2.5萬噸及其他物資。這是戰爭史上第一次大規模的公路輸送。法軍大批援軍及時投入戰鬥，加強了縱深防禦，對戰役進程產生了重大影響。至2月底，德軍彈藥消耗很大，且戰略預備隊未及時趕到，攻擊力銳減，從而喪失了突破法軍防線的時機。
1916年3月，德軍擴大進攻正面並將主突方向轉移到默茲河西岸，企圖攻佔304高地和295高地，解除西岸法軍炮兵的威脅，並從西面包圍凡爾登；同時繼續加強東岸的攻勢，由急促攻擊改為穩步進攻，但遭法軍頑強抵抗，進展不大。4、5月間,德軍繼續在兩個方向上進攻,重點是河西，進至304高地和295高地一線。法軍不斷實施反擊，每個陣地都反覆爭奪,雙方傷亡很大。德國步兵進抵304高地和295高地一線後，遭法軍炮火猛烈反擊，5月底停止進攻。在東岸，法軍頻繁輪換作戰部隊，不斷實施反擊，與德軍反覆爭奪，遲滯德軍進攻。
6月初，德軍再次發動大規模攻勢，經七天激戰切斷沃堡與法軍其他陣地的聯繫，迫使沃堡守軍於6月7日投降。德軍突破了法軍的第3道防線，推進到凡爾登附近炮臺處。法軍沉著應戰，擊退德軍進攻。6月下旬，德軍首次使用光氣窒息毒氣彈和催淚彈猛攻蘇維耶堡，在4公里寬的正面上發射11萬發毒氣彈，給法軍造成重大傷亡，一度進抵距凡爾登不足3公里處，但終被擊退。
1916年7月1日，英國發動索姆河戰役，牽制住了德軍，使得德軍無暇顧及凡爾登。此戰中英軍首次使用新發明的36輛坦克。此後，德軍在凡爾登方向未再投入新的兵力，爾後的進攻行動只是為了牽制當面法軍。1916年8月開始，德軍由主動轉為被動，被迫步步後撤。1916年10月~12月，法軍在凡爾登調集部隊，開始反攻，並奪回了大部分失地。10月24日，法軍發起大規模反攻，於11月初收復杜奧蒙堡和沃堡。12月15～18日，法軍再次發動反攻，基本收復被德軍攻佔的陣地。經數月苦戰，德軍雖在凡爾登以北、以東地區楔入法軍防線7～10公里，但未能達成戰役突破。
凡爾登戰役嚴重挫傷了德軍的士氣，德國企圖一舉擊敗法國的戰略目標再次遭受挫折，損失了巨大的人力和物力，又無法及時彌補，使得其在之後的戰爭中逐漸處於被動的局面。凡爾登戰役也因此被認為是一戰的重要轉折點。它標誌著德國軍事進攻的能力已從頂峰跌落，戰爭主動權逐漸轉到協約國手裡。此外，在凡爾登戰役中，法軍野戰工事與永備工事相結合組織防禦的經驗，也成為了大戰後各國修建要塞工事的依據。