บทความหลัก การลอบปลงพระชนม์อาร์ชดยุกฟรันซ์ แฟร์ดีนันด์แห่งออสเตรีย-เอสเต

หลังจากการสิ้นพระชนม์ของจักรพรรดิแม็กซีมีเลียน พระราชอนุชาในจักรพรรดิฟรันซ์ โยเซฟ และพระราชโอรสองค์เดียวของพระองค์ อาร์คดยุครูดอล์ฟ มกุฎราชกุมารแห่งออสเตรีย-ฮังการี ทำให้พระราชนัดดาของพระองค์ อาร์คดยุคฟรันซ์ เฟอร์ดินานด์ ได้รับตำแหน่งองค์รัชทายาทสืบต่อจากอาร์คดยุครูดอล์ฟ แต่เมื่อวันที่28 มิถุนายน พ.ศ. 2457 เมื่อพระองค์เสด็จเยี่ยมราษฎรพร้อมด้วยพระชายาในเมืองซาราเยโว นครหลวงของเขตบอสเนียและเฮอร์เซโกวีนา ทั้งสองพระองค์ได้ถูกลอบปลงพระชนม์ด้วยกระสุนปืนโดยกาฟรีโล พรินซิป หนึ่งในสมาชิกกลุ่มแบล็คแฮนด์ นักชาตินิยมจากเซอร์เบีย เป็นเหตุให้ทั้งสองพระองค์สิ้นพระชนม์ทันที ซึ่งการลอบปลงพระชนม์ครั้งนี้เป็นสาเหตุสำคัญที่นำไปสู่สงครามโลกครั้งที่ 1

การบริหารทางการทหารไม่ได้รับการบริหารที่ดีตั้งแต่การประชุมที่เบอร์ลิน (พ.ศ. 2421) ขณะที่เยอรมัน อังกฤษ ฝรั่งเศส และรัสเซียได้ประกาศอำนาจในการประชุม โดยหลังจากการประชุมจักรวรรดิได้เสียดินแดนอิตาลีให้กับปิเอดมอนต์ รวมทั้งเสียเปรียบทางความเคลื่อนไหวทางชาตินิยม ซึ่งถูกอิตาลีจับตาดูอยู่ นอกจากนี้ออสเตรีย-ฮังการีได้สูญเสียพื้นที่ทางตอนใต้ซึ่งมีประชากรชาวสลาฟอาศัยอยู่ให้กับเซอร์เบีย ซึ่งเซอร์เบียเพิ่งจะได้รับสิทธิ์และผลประโยชน์เพิ่มเรื่องพื้นที่ หลังจากสงครามบอลข่านครั้งที่สอง เมื่อปีพ.ศ. 2455 จึงส่งผลต่อความยากลำบากภายในรัฐบาลของออสเตรียและฮังการี โดยมีสมาชิกรัฐสภาบางคน เช่น คอนราด วอน เฮิตเซนดอร์ฟ ต้องการที่จะเผชิญหน้ากับการฟื้นคืนอำนาจของการเมืองเซอร์เบียเป็นเวลาหลายปี โดยผู้นำออสเตรีย-ฮังการี เค้านท์ลีโอโพลด์ วอน เบิร์ชโทลด์ สามารถเอาคืนเซอร์เบียได้โดยมีสัมพันธมิตรอย่างเยอรมนีเข้าช่วยเหลือ โดยตัดสินใจเผชิญหน้ากับกองทัพเซอร์เบีย ก่อนที่จะกระตุ้นก่อให้เกิดการต่อต้านภายในจักรวรรดิ โดยใช้กรณีการลอบปลงพระชนม์เป็นข้ออ้างในการก่อสงครามกับเซอร์เบีย

เหตุการณ์นี้ได้นำจักรวรรดิไปสู่การพิพาทกับเซอร์เบียในเดือนกรกฎาคมและเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2457 ซึ่งนำไปสู่สงครามโลกครั้งที่ 1 โดยความเคลื่อนไหวของเซอร์เบียนี้ มีรัสเซียเป็นตัวช่วยในการทำศึกสงคราม อิตาลีได้ประกาศวางตัวเป็นกลางตั้งแต่แรกเริ่งสงคราม ถึงแม้ว่าจะมีความสัมพันธไมตรีกับออสเตรีย-ฮังการี แต่ในปีพ.ศ. 2458 อิตาลีได้สร้างความเข้าใจอันดีกับออสเตรีย-ฮังการี โดยเข้าร่วมสงครามกับจักรวรรดิเผชิญหน้ากับเซอร์เบียและรัสเซีย เพื่อหวังจะได้รับแผ่นดินที่ออสเตรีย-ฮังการียึดครองไป กลับมาเหมือนเดิม ผู้บัญชาการของกองทัพคือ นายพลคอนราด วอน เฮิตเซนดอร์ฟ ซึ่งภายใต้การบังคับบัญชาของนายพลเฮิตเซนดอร์ฟนี้ ได้นำกองทัพไปสู่สมรภูมิรบในสงคราม

เมื่อเริ่มสงคราม กองทัพได้ถูกแยกออกเป็น 2 ส่วน ส่วนหนึ่งบุกโจมตีเซอร์เบีย ขณะที่อีกส่วนหนึ่งได้บุกโจมตีกองทัพของรัสเซีย ซึ่งสนับสนุนเซอร์เบียและได้ประกาศสงครามกับออสเตรีย-ฮังการีด้วย การบุกรุกเซอร์เบียนั้น หาได้ประสบความสำเร็จไม่ กองทัพออสเตรีย-ฮังการีได้สูญเสียทหาร 227,000 นาย จากทหารทั้งหมด 450,000 นาย ส่วนการโจมตีกองทัพรัสเซียนั้น กองทัพจักรวรรดิสามารถเอาชนะรัสเซียในสมรภูมิเล็มเบิร์ก และสามารถล้อมเมืองพริเซ็มมิวส์ได้ แต่ก็ต้องถอนกองทัพออกเมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2458

เมืองเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2458 อิตาลีได้ร่วมฝ่ายพันธมิตรเข้าโจมตีออสเตรีย-ฮังการี โดยตอนแรกนั้นอิตาลีได้เข้าร่วมทำสงครามกับออสเตรีย-ฮังการี แต่เป็นเพราะสนธิสัญญาเบอร์ลิน อิตาลีจึงยอมเข้าร่วมกับฝ่ายพันธมิตร โดยสมรภูมิแรกที่ออสเตรีย-ฮังการีต่อสู้กับอิตาลีนั้นอยู่ที่เทือกเขาแอลป์ โดยเมื่อตอนหน้าร้อน กองทัพได้รวมเข้ากับกองทัพเยอรมัน และกองทัพบัลแกเรีย พิชิตเซอร์เบีย

พ.ศ. 2459 กองทัพรัสเซียได้ถูกโจมตีอย่างหนักจากกองทัพจักรวรรดิ แต่ก็มีความสูญเสียพอๆกัน โดยกองทัพออสเตรียได้สูญเสียทหารประมาณ 1 ล้านคน การสูญเสียครั้งใหญ่หลวงนี้ ทำให้รัสเซียยอมถอนตัวจากสงคราม หลังจากรัสเซียถอนตัวจากสงครามแล้ว ก็ต้องเผชิญหน้ากับการปฏิวัติภายในจักรวรรดิรัสเซีย พ.ศ. 2460 กองทัพออสเตรีย-ฮังการีจึงอยู่ภายใต้บังคับบัญชาของเยอรมัน โดยให้กองทัพเยอรมันจัดการให้ทั้งหมด แต่ในขณะที่มีการจัดการกองทัพอยู่นั้น ฝ่ายพันธมิตรได้โจมตีเยอรมันอย่างหนัก เป็นเหตุให้เยอรมันแพ้และยอมถอนตัวออกจากสงคราม เมื่อเยอรมันแพ้สงคราม ออสเตรีย-ฮังการีก็แพ้สงครามด้วยเช่นกัน