Le 11 X 1915, la Bulgarie entre dans la première guerre mondiale (la Grande guerre). Le germanophile Premier ministre, Vassil Radoslavov, annonce l’entrée dans le conflit, avec les Empires centraux. De la Mer baltique à la mer Egée et au Golfe persique s’est complété un bloc, face aux Alliés et en guerre avec eux.
L'alliance des Bulgares était recherchée par les deux camps : d’un côté, la France et son empire, la Russie et la Grande-Bretagne avec ses possessions; de l'autre, l'Empire ottoman aux nombreux peuples qui voulaient s’en libérer, l'Autriche-Hongrie mal stabilisée avec ses Slaves et l'Allemagne. Cette alliance bulgare avec les Empires centraux avait plusieurs déterminants : l'Autriche-Hongrie et l'Empire ottoman étaient les principaux partenaires commerciaux, mais aussi les Bulgares avaient reçu la promesse des Centraux de prendre la Macédoine, et avaient déclaré la guerre à la Serbie le 5 X.
La Bulgarie attaqua immédiatement. Elle envahit la partie serbe de la Macédoine.
L'été suivant, la Bulgarie envahit le nord de la Grèce, encore neutre. L'offensive bulgare au mois d'août fut contenue par les forces aériennes et navales britanniques.
En 1918, les Allemands, pour renforcer le front de l'Ouest, en France, où le leur armée commençait à fléchir, ramenèrent des troupes du front de Salonique, troupes envoyées là-bas pour soutenir les Bulgares. Ceux-ci ne purent arrêter l’avance des Alliés.
En septembre, l'offensive alliée courait vers la victoire, et le 24 IX, la Bulgarie demanda l'armistice.
Le conflit se termina pour les Bulgares le 29 IX 1918, au prix de 90 000 soldats tués.
Rappelons que le traité de Bucarest, du 10 VIII 1913, mettait fin aux deux guerres balkaniques. Les Bulgares, vaincus lors de la Deuxième Guerre balkanique perdirent des territoires obtenus au traité de Londres du 30 V 1913 : la Dobroudja méridionale retournait à la Roumanie, Andrinople revenait à nouveau aux Turcs, la Macédoine était partagée entre la Serbie et la Grèce.
L’expédition britannique et française, voulue par Churchill, aux Dardanelles, avait débarqué le 18 III 1915 (la retraite aura lieu le 9 janvier 1916). Le génocide des Arméniens, sujets ottomans, avait commencé le 24 avril : entre 1 500 000 et 2 000 000 de victimes, lors des déportations vers de la Mésopotamie et la Syrie.
Quelques jours avant l'entrée de la Bulgarie en guerre, le 5 octobre 1915, le général Sarrail débarquait à Thessaloniki. Il était soutenu par Vénizélos, qui était en faveur des Alliés et qui voulait l'entrée en guerre de la Grèce à leurs côtés (on connaît la suite tragique pour la Grèce...). au contraire du roi Constantin qui voulait rester neutre.