La participación de Italia en la Primera Guerra Mundial es a menudo olvidada, siendo los frentes occidental y oriental los puntos centrales del recuerdo, pero para los italianos, su participación en la Primera Guerra Mundial causó importantes pérdidas y sufrimiento humano. Italia se unió a la guerra en abril de 1915 y, al final de la misma, se calcula que 600.000 italianos habían muerto en combate y más de un millón estaban heridos o lisiados. El gobierno italiano gastó en la guerra más que en los 50 años anteriores. La deuda de guerra, la escasez de alimentos, las malas cosechas y los importantes aumentos de la inflación llevaron al país a la bancarrota, y se calcula que murieron medio millón de civiles. Además, las ganancias territoriales fueron pequeñas en comparación con el coste monetario de la guerra – la deuda contraída para pagar los gastos de la guerra fue finalmente devuelta en la década de 1970.
En la preparación de la Primera Guerra Mundial, Italia había formado una alianza con las Potencias Centrales del Imperio Alemán y el Imperio de Austria-Hungría en la Triple Alianza. Italia debería haberse unido al bando de las Potencias Centrales cuando estalló la guerra en agosto de 1914, pero en su lugar se declaró neutral. El gobierno italiano se había convencido de que el apoyo a las Potencias Centrales no le permitiría obtener los territorios que deseaba, ya que se trataba de posesiones austriacas, antiguo adversario de Italia. En su lugar, en el transcurso de los meses siguientes, los dirigentes italianos consideraron cómo obtener el mayor beneficio de la participación en la guerra. En 1915, Italia firmó el Tratado secreto de Londres y entró en la guerra del lado de la Triple Entente (Gran Bretaña, Francia y Rusia). Según sus términos, Italia recibiría el control del territorio en su frontera con Austria-Hungría, que se extendía desde el Trentino, pasando por el Tirol del Sur, hasta Trieste, así como otras zonas. Los países de la Triple Entente vieron una forma de debilitar a las Potencias Centrales abriendo un nuevo frente y dividiéndolas así aún más con un Frente Occidental, otro Oriental y ahora otro Sur. El éxito de esto dependía de que Italia avanzara militarmente hacia Austro-Hungría en el sur, pero esto no se produjo.
Italia no se había convertido en una nación unificada hasta 1859, por lo que, al igual que Rusia, no era todavía una potencia totalmente industrializada y seguía siendo en gran medida un país agrícola, con una economía débil. Carecía de la gran base militar e industrial de sus enemigos y ciertamente no estaba preparada para una guerra a gran escala. El nuevo frente se situaba a lo largo de la frontera norte de Italia, que tenía 400 millas de longitud, principalmente en los montañosos Alpes italianos y a lo largo del río Isonzo. A pesar de su superioridad numérica, el ejército italiano estaba mal equipado, carecía de liderazgo estratégico y era incapaz de mover rápidamente el equipo y las líneas de suministro. Además, los austriacos poseían el terreno más alto, por lo que, tras varios éxitos rápidos de los italianos en el frente del Isonzo, el combate se estancó. Al igual que en el Frente Occidental, se convirtió en una guerra de trincheras en la que el ejército italiano atacó repetidamente a Austria, logrando poco o ningún progreso y sufriendo grandes pérdidas. Sin embargo, a diferencia del Frente Occidental, la principal diferencia fue el hecho de que las trincheras tuvieron que ser excavadas en las rocas y glaciares alpinos en lugar de en el barro y, a menudo, hasta 3.000 m de altitud.
Entre 1915 y 1917, las tropas italianas sólo avanzaron 10 millas dentro del territorio austriaco, habiendo lanzado once ofensivas en Isonzo con grandes pérdidas en ambos bandos. La frecuencia de las ofensivas en las que participaron los soldados italianos, una cada tres meses, fue superior a la exigida por los ejércitos del Frente Occidental y tuvo un efecto importante en la moral. Durante este estancamiento, en 1916 el ejército austrohúngaro contraatacó en la batalla de Asiago, en el Trentino, que también fracasó. A finales de octubre de 1917, Alemania intervino para ayudar a Austro-Hungría, desplazando siete divisiones del Frente Oriental cuando Rusia se retiró de la guerra. El resultado fue una victoria sobre los italianos en la batalla de Caporetto (también conocida como la duodécima batalla del Isonzo). Cuando la batalla terminó, 11.000 italianos habían muerto, más de un cuarto de millón habían sido hechos prisioneros e Italia se había retirado muy por detrás de sus líneas originales. Caporetto fue un desastre sin paliativos y todo el frente italiano a lo largo del Isonzo se desintegró, desatando una crisis en Italia. Con las Potencias Centrales amenazando ahora el territorio italiano, el Gobierno cambió de táctica e implementó estrategias militares más defensivas, sustituyó al Jefe de Estado Mayor, mejoró la moral de los soldados y llegaron tropas aliadas (principalmente británicas y francesas) para reforzar el frente.
En la primavera de 1918, Alemania retiró sus tropas para utilizarlas en su próxima Ofensiva de Primavera en el Frente Occidental y, debido al aumento de los disturbios civiles en Austro-Hungría, las tropas italianas y aliadas atacaron el 24 de octubre de 1918. El ejército austrohúngaro finalmente se rompió, y los aliados se adentraron en Austria, convirtiéndose en las primeras tropas en cruzar las fronteras anteriores a la guerra. Una vez rota la línea, el avance fue tan rápido que las líneas de suministro aliadas tardaron dos días en llegar a las tropas del frente que se adentraban en territorio enemigo. Austria pidió un armisticio que se firmó el 4 de noviembre de 1918, una semana antes del armisticio general. Es una parte de la historia de la Primera Guerra Mundial que a menudo se pasa por alto que los británicos lucharon junto a los italianos, pero en las montañas alrededor de Asiago, en el norte de Italia, hay 712 soldados británicos que ahora yacen en cementerios.
Tras el final de la guerra, en la Conferencia de Paz de París que condujo al Tratado de Versalles, el gobierno italiano luchó contra los otros líderes aliados, los Tres Grandes (Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos), para obtener todo lo que creían que se les había prometido. Aunque Italia recibió el control de la mayor parte de las peticiones europeas, no consiguió sus ambiciones coloniales y sintió que no obtuvo lo que se le había prometido. Esto generó resentimiento hacia los países aliados, especialmente porque los italianos sentían que habían pagado un alto precio, en términos de hombres y dinero, luchando por los aliados. Estos resentimientos ayudaron a impulsar el éxito de Benito Mussolini y su movimiento fascista: cuatro años después de la guerra, Mussolini y sus camisas negras alcanzaron el poder.