Сохранявшие нейтралитет с самого начала конфликта, Соединенные Штаты Америки 6 апреля 1917 года вступили в Первую мировую войну на стороне Антанты. Американские войска воевали на Западном и Итальянском фронтах. За время войны в армию было призвано более 4 миллионов человек. Потери США в Первой мировой войне составили 117 465 человек.

В начале войны в США доминировало стремление сохранить нейтралитет. Президент Вильсон, шокированный разрушительным характером конфликта и озабоченный его возможными неблагоприятными последствиями для США в случае затягивания военных действий, пытался выступить в качестве посредника между противоборствующими сторонами.

Его миротворческие усилия не увенчались успехом, главным образом из-за того, что обе стороны не теряли надежду победить в решающем сражении. Тем временем США все глубже увязали в споре о правах нейтральных стран на море. Великобритания контролировала обстановку на Мировом океане, позволяя нейтральным странам осуществлять торговлю и одновременно блокируя германские порты. Германия пыталась прорвать блокаду, применяя новое оружие - подводные лодки.

В 1915 году немецкая подводная лодка потопила британское пассажирское судно «Лузитания», при этом погибли более 100 американских граждан. Вильсон немедленно заявил Германии, что нападения подводных лодок на суда нейтральных стран являются нарушением общепринятых норм международного права и должны быть прекращены. Германия в начале 1917 года согласилась прекратить неограниченную подводную войну, но лишь после угрозы Вильсона применить самые решительные меры.

Тем не менее, в феврале и марте 1917 года были потоплены еще несколько американских судов, а телеграмма Циммермана мексиканскому правительству с предложением союза против США вынудила Вильсона запросить согласие Конгресса на вступление страны в войну. В результате 6 апреля 1917 года Конгресс объявил войну Германии.

США незамедлительно расширили масштабы экономической и военно-морской помощи союзникам и начали подготовку экспедиционного корпуса для вступления в боевые действия на Западном фронте. Согласно принятому 18 мая 1917 года закону об ограниченной воинской повинности, в армию призывался 1 миллион мужчин в возрасте от 21 до 31 года. Первые американские войска прибыли во Францию в июне 1917 года, но лишь в октябре на линию фронта прибыла первая дивизия.

С конца марта 1918 года союзники сдерживали мощное немецкое наступление. Весной американские войска помогли французам остановить немецкие войска на подступах к Парижу. Летом американская армия приняла участие в битве на Марне. В сентябре Первая американская армия провела первую самостоятельную операцию против вклинившейся Сен-Миельской группировки противника.

В дальнейшем Первая и Вторая американские армии приняли участие в Стодневном наступлении, в частности, в Мез-Аргоннском наступлении. Также одна американская дивизия приняла участие в битве при Пьяве и битве при Витторио-Венето на Итальянском фронте.

Для эффективной организации тыла Вильсон пошел на беспрецедентные меры государственного контроля над экономикой. Закон о федеральном контроле, принятый 21 марта 1918 года, перевел все железные дороги страны под начало Уильяма Макады, а специально созданное военное управление железных дорог должно было покончить с конкуренцией и обеспечить строгую координацию их деятельности.

Военно-промышленное управление было наделено расширенными полномочиями контроля над предприятиями с целью стимулирования производства и предотвращения излишнего дублирования. Руководствуясь законом о контроле над продуктами питания и топливом, Герберт Гувер, глава федерального ведомства по контролю за продуктами питания, зафиксировал цены на пшеницу на высоком уровне и с целью увеличения поставок продовольствия в армию ввел «безмясные» и «беспшеничные» дни.

Гарри Гарфилд, руководитель ведомства по контролю за топливом, тоже предпринял жесткие меры в отношении производства и распределения топливных ресурсов. Кроме решения военных задач, эти меры принесли немалые выгоды малоимущим социальным слоям, в частности фермерам и промышленным рабочим.

Помимо крупных затрат на развитие собственной военной машины, США предоставили столь большие кредиты союзникам, что в период между декабрем 1916 года и июнем 1919 года общий долг последних вместе с процентами вырос до 24 262 миллионов долларов. Серьезным изъяном внутренней политики Вильсона стала его неспособность надежно защитить гражданские свободы: военная истерия внутри страны вылилась в преследования американцев немецкого происхождения, членов антивоенных групп, в особенности социалистических.

В январе 1918 года Вильсон представил в Конгресс свои «14 пунктов» - общую декларацию целей США в войне. В декларации была изложена программа восстановления международной стабильности и содержался призыв к созданию Лиги Наций. Эта программа во многом расходилась с военными целями, ранее одобренными странами Антанты и включенными в ряд секретных договоров. В октябре 1918 года центральноевропейские страны обратились с предложением о мире непосредственно к Вильсону, через головы европейских противников.

После того как Германия согласилась заключить мир на условиях программы Вильсона, президент направил в Европу полковника Эдуарда Хауса, чтобы заручиться согласием союзников. Хаус с успехом выполнил свою миссию и 11 ноября 1918 года Германия подписала соглашение о перемирии. Несмотря на предварительную договоренность о его условиях, расхождения в позициях Европы и Америки указывали на то, что в ходе послевоенных переговоров возникнут серьезные противоречия. Еще одной проблемой стала фактическая дезинтеграция старой Европы, что не обещало быстрого и легкого восстановления экономической жизни.