炮火準備
1916年2月21日，德國軍隊用1,200門大炮對40公里的戰線進行了9個小時的集中轟擊，發射了一百萬發炮彈，然後用三個軍(第三、第七、第十八軍)的兵力進攻，先頭部隊用火焰噴射器掃清戰壕，到23日，德國軍隊已經前進了將近5公里，法國軍隊被迫後撤。
德軍開始炮火準備。爲隱蔽主突方向，德軍炮兵在寬40公里的 正面上同時實施炮擊，航空兵首次對法軍陣地實施轟炸，摧毀部分防禦陣地，並殺傷大量有生力量。16時45分，德軍步兵發起衝擊，當日佔領第一道防禦陣地。在以後四天中，又先後攻佔第二、第三道防禦陣地，向前推進5公里，佔領重要支撐點杜奧蒙堡。法軍統帥部任命第2集團軍司令H.P.貝當爲凡爾登前線指揮官(5月1日起由R.-G.尼韋勒繼任)，並調集一切可以動用的部隊，決心在凡爾登地區與德軍決戰。26日，貝當下令奪回杜奧蒙堡。法軍經四天激戰，損失慘重，未果。自2月27日起，法軍利用唯一與後方保持聯繫的巴勒迪克—凡爾登公路(又稱“聖路”)，源源不斷地向凡爾登調運部隊和物資，一週內組織3900輛卡車，運送人員19萬、物資2.5萬噸。這是戰史上首次大規模汽車運輸。法軍大批援軍及時投入戰鬥，加強了縱深防禦，對戰役進程產生了重大影響。至月底，德軍彈藥消耗很大，且戰略預備隊未及時趕到，攻擊力銳減，從而喪失了突破法軍防線的時機。
正面進攻
3月5日起，德軍擴大進攻正面並將主突方向轉移到默茲河西岸，企圖攻佔304高地和295高地，解除西岸法軍炮兵的威脅，並從西面包圍凡爾登;同時繼續加強東岸的攻勢，由急促攻擊改爲穩步進攻，但遭法軍頑強抵抗，付出巨大傷亡後僅攻佔幾個小據點。4～5月間，德軍集中兵力兵器包括使用噴火器、窒息性毒氣和轟炸機，對西岸法軍實施重點突擊，但步兵進抵304高地和295高地一線後，遭法軍炮火猛烈反擊，5月底停止進攻。在東岸，法軍頻繁輪換作戰部隊，不斷實施反擊，與德軍反覆爭奪，遲滯德軍進攻。6月初，德軍再次發動大規模攻勢，經七天激戰切斷沃堡與法軍其他陣地的聯繫，迫使沃堡守軍於7日投降。6月下旬，德軍首次使用光氣窒息毒氣彈和催淚彈猛攻蘇維耶堡，在4公里寬的正面上發射11萬發毒氣彈，給法軍造成重大傷亡，一度進抵距凡爾登不足3公里處，但終被擊退。
24日，法國軍隊被迫放棄第二道防線，25日德軍用強大的火力進攻佔領了杜奧蒙要塞。
法軍總司令霞飛此時才任命亨利·菲利普·貝當(Henri Philippe Petain)將軍爲凡爾登地區總指揮，貝當將軍指揮的第20軍進入凡爾登的當天，就收到了杜奧蒙要塞失陷的戰報，由於法軍第33團的頑強抵抗，再加上當時天降大雪，德軍對杜奧蒙村的進攻受阻，法軍利用唯一一條與後方保持聯繫的巴勒迪克-凡爾登公路(法國人稱爲“聖路”)抓緊時間向凡爾登運送人員補給，一週內組織3900輛卡車，運送人員19萬和2.5萬噸的物資，這是人類戰史上首次大規模的汽車運輸。法軍的大批援軍及時趕到，加強了縱深防禦，扭轉了戰役開始階段的不利局面，使戰役陷入拉鋸戰。
德軍由於前進過快，喪失了炮火支援的優勢，反而使自己暴露在法軍位於默茲河西岸的炮火射程內，戰場由於持續炮火的攻擊已經變成一片泥潭，火炮很難向前移動，德軍最終佔領杜奧蒙村時，已經喪失了4個團。
戰役結束
由於無法向凡爾登前進，德軍轉過來準備拿下霍姆山，經過3個月的激烈戰鬥，德軍攻佔了凡爾登西部的兩個村莊，凡爾登東部的沃要塞投降。但雙方損失慘重，貝當將軍準備保存實力用於更好的防禦，但他被解職，由更具有進攻性的內維爾將軍取代。
德軍下一個目標是蘇維要塞，1916年6月22日德軍向法軍陣地投放毒氣彈，第二天以6萬兵力進攻，但沒有能拿下蘇維要塞，戰鬥持續到9月6日。
1916年索姆河戰役打響，迫使德軍從凡爾登抽調部分兵力去對付北面的英法聯軍。到了秋季，德軍已經非常疲憊，德軍總司令保羅·馮·興登堡撤換了法金漢將軍，任命埃裏希·魯登道夫爲凡爾登戰役司令。
1916年10月21日法軍發起反攻，使用了新式400毫米口徑的大炮和徐進彈幕射擊技術，10月24日奪回杜奧蒙要塞，11月2日德軍放棄沃要塞，12月11日德軍完全退到戰役開始時的戰線。
俄軍1916年夏季進攻戰役和西線索姆河戰役開始後，德軍在凡爾登方向未再投入新的兵力，爾後的進攻行動只是爲了牽制當面法軍。經數月苦戰，德軍雖在凡爾登以北、以東地區楔入法軍防線7～10公里，但未能達成戰役突破。8月29日，E.v0n法爾肯海恩被免職，P.von興登堡元帥接任德軍總參謀長。9月2日，德皇批准停止進攻。10月24日，法軍發起大規模反攻，於11月初收復杜奧蒙堡和沃堡。12月15～18日，法軍再次發動反攻，基本收復被德軍攻佔的陣地。戰役至此結束。 在10個月交戰中,雙方共投入200萬兵力,發射了4000萬發炮彈,傷亡人數近百萬，創造了戰爭史記錄，使凡爾登成了駭人聽聞的“絞肉機”和“人間地獄”。
