Nel 1914, lo scoppio della guerra contro la Russia e la Serbia sospese i lavori della fortificazione permanente in Trentino. Dall’estate 1914 si accelerò la costruzione di opere di fortificazioni campali: dall’Ortles alle Dolomiti di Sesto venne realizzata una linea trincerata ininterrotta, battezzata "Tiroler Widerstandslinie" (linea di resistenza tirolese).
Furono chiamati alle armi nelle file dell’esercito austro-ungarico gli uomini tra i 21 e i 42 anni; tra il 1915 e il 1918 la mobilitazione si estese agli uomini tra i 18 e i 49 anni. In totale i trentini richiamati furono circa 60.000. Le unità dell’esercito che inquadravano i soldati del Trentino, erano i 4 reggimenti impierial-regi (Kaiserliche Königliche) Kaiserjäger (cacciatori imperiali) ed i 3 reggimenti da montagna dei Landesschützen (“difensori regionali"), oltre i 2 reggimenti della Tiroler Landsturm (milizia territoriale).

Sul fronte russo i trentini sperimentarono, spesso lasciandone testimonianza in diari e memorie, la tragedia della guerra di trincea. Si calcola che i caduti furono più di 10.000.
Non sappiamo con precisione quanti caddero prigionieri dei Russi o disertarono. La maggior parte di loro fu impiegata in Russia come forza lavoro. Circa 4.000 trentini e italiani delle province adriatiche, mossi da ideali irredentistici, accettarono il trasferimento in Italia, grazie alla collaborazione militare tra Regno d’Italia e Impero russo. Concentrati nel campo di Kirsanov, imbarcati nel 1916 nel porto di Arcangelsk per la Gran Bretagna da cui, attraverso la Francia, giunsero a Torino. Alla fine del 1917 circa 2.500, bloccati dai ghiacci, vennero trasferiti a Tien Tsin, sede della Concessione italiana in Cina, dove una parte combatté contro i bolscevichi inquadrata nei Battaglioni Neri del Corpo di spedizione italiano in Estremo Oriente. Altri trentini accettarono invece di battersi dalla parte dei rivoluzionari. Un ultimo gruppo, infine, fu imbarcato dai porti dell’Estremo Oriente per gli Stati Uniti, da dove proseguì alla volta dell’Europa.

Allo scoppio delle ostilità con il Regno d’Italia, la difesa del territorio venne affidata a compagnie della milizia territoriale, in carenza di truppe regolari.
Per l’esercito italiano il fronte trentino era un fronte secondario; la sua particolarità rese però gli scontri particolarmente impegnativi: i soldati, spesso impreparati, si trovarono gettati nella “guerra bianca”, in condizioni durissime di vita. Solo con l’"offensiva di primavera" del 1916 (Strafexpedition), concentrata tra la Vallagarina e Asiago, l’esercito austro-ungarico riuscì a riconquistare alcune delle posizioni abbandonate nel 1915.
Nel novembre 1918 l’esercito italiano sfondò le linee austro-ungariche e il 4 novembre venne firmato l’armistizio.

Si calcola che i volontari trentini nel Regio Esercito furono in totale circa 700. Erano in gran parte di estrazione borghese e di formazione liberale o socialista. Molti erano giovani studenti educati dalle famiglie a sentimenti di italianità, ma non mancavano maturi professionisti, commercianti ed artigiani. La maggior parte era residente a Trento e Rovereto, ma non erano rari i volontari che provenivano dalle valli, riuniti a partire dalla primavera del 1917 nella Legione Trentina.

La dichiarazione di guerra dell'Italia all'Impero austro-ungarico provocò l’evacuazione delle aree del Trentino poste in prossimità del fronte; spontaneamente o in modo forzoso circa 100.000 persone, per lo più donne, bambini e anziani lasciarono le loro case verso la Boemia, la Moravia o in grandi campi di raccolta, (Mitterndorf, Braunau am Inn, ecc.) vere “città di legno” predisposte per contenere più di 20.000 sfollati. Nelle baracche dilagarono la miseria, le malattie, la mortalità. Nei paesi non evacuati si instaurò la militarizzazione della vita civile. I centri abitati situati sulla linea del fronte vennero distrutti, le campagne devastate, le proprietà saccheggiate e disperse.
Circa 30.000 persone infine, abitanti nei paesi occupati dal Regio esercito dopo il maggio del 1915, vennero evacuate verso l’Italia. Circa 1.700 trentini sospettati di sentimenti filoitaliani vennero raccolti nel campo di Katzenau, a pochi chilometri da Linz, sulla riva destra del Danubio. Altre centinaia, accusati di sentimenti filoaustriaci, vennero invece internati in Italia.