Dù có nền kinh tế hết sức lạc hậu và mâu thuẫn dân tộc gay gắt nhưng Đế quốc Áo-Hung lại muốn bành trướng lãnh thổ, nhất là khu vực Balkan. Năm 1882, Đế quốc Áo-Hung gia nhập Liên minh Trung tâm cùng Đế quốc Đức và Đế quốc Ottoman. Tham vọng của Đế quốc Áo-Hung trong Chiến tranh thế giới thứ nhất là làm chủ khu vực Balkan và giữ lại vai trò cường quốc của mình ở châu Âu. Mục tiêu trước hết của Áo-Hung là phải tiêu diệt Serbia.

Ngày 28 tháng 6 năm 1914, Thái tử Áo-Hung là Franz Ferdinand bị một phần tử khủng bố Serbia ám sát tại Sarajevo, Bosnia. Ngày 23 tháng 7, Áo-Hung gửi tối hậu thư cho Serbia và đến ngày 28 tháng 7, Áo-Hung tuyên chiến với Serbia. Chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ. Trong chiến tranh, Đế quốc Áo-Hung đánh nhau với Serbia ở Chiến trường Balkan, Đế quốc Nga ở Chiến trường Đông Âu và Ý ở Chiến trường Nam Âu. Quân đội Áo-Hung liên tiếp bại trận trên các chiến trường, đặc biệt là chiến trường Đông Âu mà tiêu biểu là bại trận trước quân Nga tại Galicia năm 1916. Năm 1916, hoàng đế Franz Joseph I qua đời, Karl I lên ngôi vua. Ngày 3 tháng 11 năm 1918, Đế quốc Áo-Hung đầu hàng và tan rã không lâu sau đó.