1914年8月，沙皇俄國回絕了德國要求其停止總動員的最後通牒，第一次世界大戰正式爆發。表面上看，俄國參與第一次世界大戰的動機是為了保證塞爾維亞的獨立。實際上，俄國不過是想借助“斯拉夫民族保護者”的旗號，插手巴爾幹半島這一通往歐洲腹地的戰略的戰略要衝，從而擴大在歐洲事務上的話語權。
自18世紀開始，俄國開始躋身歐洲強國行列，並憑藉巨大的體量積極插手歐洲各國事務，一時素獲得了歐洲憲兵的稱號。但巨大的體量背後，是俄國國內叢生的社會矛盾和效率低下的社會運轉方式。19世紀中期，俄國雖然經歷了亞歷山大改革，但依舊保留了大量的農奴制殘餘。到19世紀末，歐洲大國已經普遍開始依靠普遍性的公民教育建立專業化軍事隊伍時，俄國軍隊的普通士兵中間卻充斥著大量的文盲。把持軍隊高層的貴族們則大多年老昏聵，行事優柔寡斷，互相勾心鬥角。
1904年的日俄戰爭中，俄國軍事體系陳舊落後的弊端暴露無遺，並由此引發了1905年革命。但這次短暫的革命並未能解決當時俄國國記憶體在的任何問題，隨後的斯托雷平改革雖然讓俄國國內現狀有了一絲起色，但很快便因為改革措施激進、改革進度緩慢、改革中的部分內容觸動了沙皇的權威而同時遭到了左右兩派的激烈抵制。到一戰前，俄國工業產量佔世界第五位，看起來非常不錯，但要知道當時的前四名分別是英國、法國、德國、美國，俄國的工業總產量僅僅比奧匈略強。而且俄國的工業總產量中，除去煤炭、木材輸出量和鋸材量所佔的比重後，機械加工業產量甚至低於奧匈和義大利。如此的工業水準下，俄軍的裝備和後勤保障條件可想而知。同時期的歐洲其他國家以“灰色牲口”稱呼俄軍士兵，意即俄軍士兵所獲得的物資供應幾乎與牲口無異。
裝備落後、指揮體系臃腫遲緩，使得當時的俄軍每次作戰都只能依靠極高的動員比例獲得兵力優勢才能勉強維持，而且無論勝敗，俄軍的傷亡數都高得驚人，“蒸汽壓路機”的名號便是由此而來。日俄戰爭的慘敗雖然在俄國國內造成了極大的社會震動，卻並未引起俄軍高層的警醒，時任俄國陸軍大臣的蘇克霍姆利諾夫甚至仍舊以“25年來沒看過一本軍事手冊”而自豪。
一戰前，俄國雖然在法國的幫助下修建了大量的鐵路，裝備了4157挺機槍及7903門各種口徑的火炮。但到戰爭爆發之初，俄軍認為軍備訂貨已經足夠滿足作戰需要，停止了軍事生產。由於高層依舊篤信承襲自蘇沃洛夫時代“子彈是笨蛋，刺刀是好漢”作戰原則，俄軍在機槍和火炮編制方面極不合理，超過三分之二的一線作戰部隊編制內竟然沒有火炮和重機槍。
1914年8月，俄軍第1集團軍和第2集團軍向由德國第8集團軍駐守的東普魯士發起進攻，戰役初期俄軍一度進展順利。但由於俄軍西北方面軍司令日林斯基能力平庸，加之俄軍將領相互算計的老傳統，俄第1集團軍在迫使德軍向西撤退後，竟然原地觀望，而且並未與第2集團軍協同行動。
德軍新到任的指揮官興登堡和參謀長魯登道夫抓住戰機，決定對俄軍分而殲之，偏偏此時俄軍使用明碼通訊，作戰計劃全盤暴露。德軍利用內線作戰的優勢，全殲俄第2集團軍，重創並擊退了俄第1集團軍。這便是歷史上著名的馬祖裡湖戰役，此戰中俄軍損失約25萬兵力和大量武器裝備。儘管幾乎同一時期，俄西南方面軍在加利西亞戰役中取得了殲滅奧匈軍隊近50萬人的輝煌勝利，但也付出了近25萬人的損失。到1914年年末，俄軍各條戰線上均已顯出疲態。
由於俄國高層戰前決策的失誤，軍工生產到戰前已基本停止，俄軍在1915年的處境非常窘迫。不僅火炮和彈藥數量嚴重不足，而且由於輕工業和農業產能落後，俄軍被服食物也嚴重短缺。這一年裡，俄軍損失了約300萬部隊，丟失了華沙、利沃夫、考納斯等重要城市。到1916年，俄國政府開始擴大軍工生產，俄軍的狀況開始有所好轉。由於凡爾登戰役的爆發，德軍不得不抽調兵力充實西線。
俄西南方面軍得以集結40個步兵師、15個騎兵師、1938門火炮的強大陣容發起了著名的“布魯西洛夫攻勢”。這次作戰雖然殲滅德奧軍隊70餘萬，俘虜近40萬，收復失地38000平方公里。但俄軍自身也損失兵力55萬餘人，而且在戰役過程中，俄軍指揮系統臃腫、將領相互拆臺、後勤補給效率低下等缺陷差點斷送了俄軍的戰前計劃，並最終導致整場戰役後繼乏力。
到1917年，沙皇俄國已經耗盡了最後一絲氣力，戰前俄國的動員比例已經遠遠超過其餘各參戰國。戰爭中的巨大損失又迫使俄國不得不從後方抽調人力充實前線，本來這在各參戰國中間都是普遍存在的。但俄國原本工業基礎就薄弱，1914年和1915年兩年時間內俄國又幾乎沒有增加軍工產能。這就導致到1917年，前線俄軍武器、彈藥損耗嚴重的情況下，後方軍工生產幾乎停擺。
雪上加霜的是，鐵路運輸系統也因為大量抽調人員補充到前線而幾乎癱瘓，有限的補充物資因為運力不足被堆積在後方。里加戰役的失利和奧斯曼帝國對達達尼爾海峽的封鎖，使俄國接受外援的通道也被徹底堵死。內外交困之下，即使沒有拉斯普廷的“魔法加持”，沙皇俄國的崩潰也是必然。二月革命後掌權的臨時政府繼續戰爭的政策，遭到軍隊的強烈反對也就並不出奇了。
無論後人如何評價列寧與德國簽訂的《佈列斯特協議》，一個無法迴避的事實是，即使是素以能吃苦耐勞而著稱的“灰色牲口”們，也無法在火炮、彈藥、被裝、食物、醫藥等物資無一不缺的情況下繼續作戰。更不用說，1917年7月的“克倫斯基攻勢”已經耗盡了本就不充裕的作戰資源，當時的俄國除了暫時休戰以獲得喘息之外，已經別無出路。