Генеральные штабы разрабатывали планы войны задолго до её возникновения. Все стратегические расчёты ориентировались на кратковременность и скоротечность будущей войны. Германский стратегический план предусматривал быстрые и решительные действия против Франции и России. Предполагалось в течение 6-8 недель разгромить Францию, после чего всеми силами обрушиться на Россию и победоносно окончить войну. Основная масса войск (4/5) развёртывалась на западной границе Германии и предназначалась для вторжения во Францию. Им ставилась задача нанести главный удар правым крылом через Бельгию и Люксембург, обойти левый фланг французской армии западнее Парижа и, отбросив её к германской границе, заставить капитулировать. Против России выставлялось прикрытие (одна армия) в Восточной Пруссии. Военное командование Германии считало, что оно успеет разгромить Францию и перебросить свои войска на В. до перехода русской армии в наступление. Главные силы германского флота (т. н. флот Открытого моря) предполагалось расположить в базах Северного моря и действиями лёгких сил и подводных лодок ослабить британский флот, а затем уничтожить его главные силы в генеральном сражении. Несколько крейсеров выделялось для операций на морских сообщениях Великобритании. На Балтийском море ставилась задача не допускать активных действий русского флота.

Австро-венгерское командование планировало военные действия на двух фронтах: в Галиции - против России и на Балканах - против Сербии и Черногории. Не исключалась возможность образования фронта против Италии, которая была ненадёжным членом Тройственного союза и могла перейти на сторону Антанты. Это обусловило составление трёх вариантов плана войны и деление сухопутных сил на три оперативных эшелона (группы): группу "А" (9 корпусов), предназначавшуюся для действий против России, "минимальную группу Балкан" (3 корпуса) - против Сербии и Черногории и группу "Б" (4 корпуса), которая являлась резервом верховного командования и могла быть использована как для усиления первых двух групп, так и для образования нового фронта в случае выступления Италии. Генеральные штабы Австро-Венгрии и Германии поддерживали между собой тесную связь, координируя свои стратегические планы. Австро-венгерский план войны против России предусматривал нанести главный удар из Галиции между Вислой и Бугом на С.-В. навстречу германским войскам, которые должны были одновременно развивать наступление из Восточной Пруссии на Ю.-В. к Седлецу в целях окружения и разгрома группировки русских войск в Польше. Австро-венгерский флот на Адриатическом море имел задачу оборонять побережье.

Русский Генеральный штаб разработал два варианта плана войны, носившие наступательный характер. Вариант "А" предусматривал развёртывание главных сил русской армии против Австро-Венгрии, вариант "Г" - против Германии, если она будет наносить главный удар на Восточном фронте. Осуществленный в действительности вариант "А" планировал концентрические наступления в Галиции и в Восточной Пруссии в целях разгрома противостоящих группировок противника, а затем общее наступление в пределы Германии и Австро-Венгрии. Для прикрытия Петрограда и Юга России выделялись две отдельные армии. Создавалась также Кавказская армия на случай вступления в войну Турции на стороне Центральных держав. Балтийскому флоту ставилась задача оборонять морские подступы к Петрограду и не допускать прорыва германского флота в Финский залив. Черноморский флот не имел утвержденного плана действий.

Против России Германия выставила в Восточной Пруссии 8-ю армию. (14,5 пехотных и 1 кавалерийскую дивизии; всего свыше 200 тыс. чел., 1044 орудия) под командованием генерала М. Притвица, в Силезии - ландверный корпус генерала Р. Войрша (2 ландверные дивизии и 72 орудия). Австро- Венгрия имела на фронте от Черновиц до Сандомира 3 армии (1-ю, 3-ю, 4-ю), на правом фланге армейскую группу Г. Кёвеса фон Кёвесхаза (с 23 августа - 2-я армия) и в районе Кракова - армейскую группу Куммера (35,5 пехотных и 11 кавалерийских дивизий; всего до 850 тыс. чел., 1848 орудий). Верховным главнокомандующим был эрцгерцог Фридрих, с ноября 1916 - император Карл 1; начальник штаба - генерал-фельдмаршал Ф. Конрад фон Хётцендорф, с 28 февраля 1917 - генерал А. Арц.

Россия на своей западной границе имела 6 армий (52 пехотные и 21 кавалерийскую дивизии; всего свыше 1 млн. чел., 3203 орудия). Было образовано два фронта: Северо-Западный (1-я и 2-я армии) и Юго-Западный (3-я, 4-я, 5-я и 8-я армии), 6-я армия обороняла побережье Балтийского моря и прикрывала Петроград, а 7-я - северо-западное побережье Чёрного моря и границу с Румынией. Второочередные и сибирские дивизии подошли на фронт позже - в конце августа - сентябре. Верховным главнокомандующим был назначен 20 июля (2 августа) великий князь Николай Николаевич. Начальниками штаба верховного главнокомандующего были: генерал Н. Н. Янушкевич [19 июля (1 августа) 1914 - 18(31) августа 1915], генерал М. В. Алексеев [18(31) августа 1915-10(23) ноября 1916; 17 февраля (2 марта) - 11(24) марта 1917; 30 августа (12 сентября) - 9(22) сентября 1917]. В конце 1916 и в 1917 временно исполняющими обязанности начальника штаба были генерал В. И. Ромейко-Гурко, В. Н. Клембовский, А. И. Деникин, А. С. Лукомский, Н. Н. Духонин. С 20 ноября (3 декабря) 1917 начальниками штаба были М. Д. Бонч-Бруевич (до 21 февраля 1918), С. И. Кулешин, М. М. Загю.