黄昏时分，德军利用夜幕向法军阵地摸索着前进。在主要突击方向15公里的正面上，德军在2个法国师正面展开了6个半师。但德国人估计错了。在黑暗中，德军士兵在他们认为空无一人的阵地上遇到了前所未有的抵抗。法军的机枪在经历了炮火洗礼后顽强地扫射不止，法国士兵也奇迹般地从地下钻出来向德军射击。德军推进缓慢，当天仅利用炮火准备的效果占领了法军的第一道阵地。
通常，师的进攻行动是两个团在前，第三个团做预备队，第一线的团垒两个营做第一梯队，一个营做第二梯队；步兵营则在400～500米宽的正面用三个波次进攻，前面是1～3个班步兵与工兵组成的强击队，并配备机枪小队、喷火器小队和迫击炮。第一和第二波次是步兵连出击，第三波次是机枪连。强击队应当破坏障碍，侦察炮火准备的效果和保障本国步兵的进攻。根据英、法军队在香巴尼和阿图瓦的经验，以及果尔利策的突破经验，德军预定用这种战斗队形突破法军防御，相继攻占一个个地区。
德军指挥部不知道炮火准备杀伤的效果，给一线部队下达的命令就是占领第一线的堑壕和侦察第二道堑壕的破坏程度。因此，德军的一线部队在完成任务后就停了下来，没有乘胜扩大战果，从而使进攻失去了连续性。到23日夜，德军仅前进了3公里，俘获法军士兵3000名。经过德军的第一轮打击，法军的抵抗力在迅速下降。许多法国士兵是从阿尔及利亚等殖民地招来的，长期生活在热带地区，从未经历过凡尔登零下15度的严寒，加上德军猛烈的炮火和令人恐怖的大威力杀伤武器，这些士兵不是被冻僵在阵地上，就是扔掉武器掉头逃走。
2月24日，德军的猛攻加强。经过又一次威力强大的炮火准备，并将第三梯队各团投入战斗，德军开始夺取第二阵地。法军死守每一个地段，伤亡很大。野战部队同炮兵和炮台筑垒的联系中断。局势对法军更加不利，几乎造成全线溃败。德军的行动使霞飞感到震惊，他派总参谋长亲自到凡尔登，命令前线的指挥官要不惜一切代价死守阵地，将敌人拦阻在马斯河右岸。法军前线指挥官埃尔将军还派出了督战队，将从前沿阵地败逃下来的士兵就地正法，这才迫使法军士兵去奋力抵抗。德国人在攻击受阻后，及时改变战术，发动了更加猛烈的进攻。德军进攻时采用了纵深战斗队形，以散兵线成波次推进。经过一次强大的炮火准备和冲锋，法军的第二道防线被突破了。法军内部大为恐慌，以至于阵地东侧的沃夫平原，还未受到德军攻击就主动放弃了。这时，法军野战部队和炮兵的联系中断，预备队消耗殆尽。
2月25日，德军乘机发起进攻，一举占领了杜奥蒙炮台。法军战线被分割成数段，后方的交通线也全部切断，法军各部被迫后撤，使凡尔登的命运和整个法军防御体系都处于危险的境地。危急关头，霞飞再一次表现出坚强的意志和沉着干练的性格，虽然战前他的判断出现重大失误，但在关键时刻，他却作出了正确的判断。他命令60岁的贝当将军率第二集团军司令部前往凡尔登，任务是不惜一切代价坚守要塞。贝当上任后立即采取措施改变法军的不利态势。他的第一项命令就是给前线部队画出一条督战线，规定任何士兵都不允许退过这条线，否则格杀勿论，要求前线部队用一切手段顶住德军的进攻。2月26日，法军第一军和新的炮兵援军来到凡尔登。第十三和第二十一军被匆忙运到凡尔登。
随机应变地调动预备队，是法军指挥部的一大功绩。凡尔登位于一个类似死胡同的突出部，被马斯河一分为二。因为经奥伯维耶通往凡尔登的铁路处于德军炮兵射程以内，而通过圣米耶尔的道路在1914年就被德军切断，所以全部军队只能用巴勒杜克－凡尔登这条二等公路来调动。而这条公路远远满足不了法军大规模运输的需要。因此，贝当上任后，立即组织人力进行道路抢修，并调集汽车组建了运输队。巴黎的市民听说后以极大的热情参加了修复公路的工作。65公里长的公路被分成6段，全部汽车分为200个班，每班20辆汽车。到月底，已有9000名法军士兵执行汽车运输任务，在这条公路上行驶的汽车达到3900辆，共编成175个汽车排。公路的通过能力达到每昼夜6000辆汽车，即每分钟4辆，相当于15对铁路列车每昼夜的周转量。从2月27日到3月6日，共赶运2.3万吨弹药、19万名援兵和2500吨各种物资到凡尔登。后来这条公路被法国人称为“神圣之路”，47万名法军士兵和13万匹骡马获得了充足的补给，法军士气大振。后来有人对此评论说：“内燃机改变着战争艺术。对法军来说，凡尔登是补给的胜利，也是意志的胜利。”
截至3月2日为止，法军增加了一倍，而德军兵力仅增加1/10。法军兵力迅速加强是德军始料不及的，德军虽然为攻占凡尔登进行了一次又一次进攻，但进展日渐缓慢，法国士兵全都死守阵地，一寸也不后退。这时，经过五天战斗而疲惫不堪的德军各突击军逐渐丧失继续进攻的战斗力。德军在这段时间内仅前进5～8公里，且伤亡很大，这离总参谋部的计划相差还很远。相反，由于法军兵力的不断增强，德军每前进一步都要付出很大代价。这时，法军设在马斯河西岸的炮兵也从侧翼进行轰击，使德军陷入欲进不能、苦战难熬的境地。到28日，德军的进攻基本上被阻止了。
德军指挥部自3月5日起，决定扩大进攻正面，将攻击正面转移到马斯河左岸。德军力图夺取极为重要的莫尔特—奥姆高地和304高地，切断凡尔登的补给线，消除法军炮兵对德军各突击军的翼侧袭击。此时，法金汉又犯了一个错误。他没有搞清法军的部署变化情况。在这一方向，法军早已严阵以待。为了增强防御力量，贝当刚刚把一支新生力量第七兵团部署在这里，早就等着德军的进攻了。在整个3月和4月，德国皇太子驱赶他的部队在风雪和连绵的春雨之中不断地向马斯河西岸进攻。在法军的交叉火力下，德军伤亡惨重。这一地区的诸要点，成了两国军队反复争夺的对象。炮兵成了战争的主角，每次冲击和反冲击，炮兵都要进行密集而猛烈的炮火准备。在无数的冲击和反冲击中，双方都遭受了很大的损失。各种高爆弹药将泥土掀到高空，硝烟和灰尘弥漫在空中久久不散，真可谓是天昏地暗。每次炮击，都有无数的士兵丧生在炮火之下，他们的残肢断臂常常挂在光秃秃的树杈上。许多伤兵躲在弹坑里被炮火融化而汇集的雪水淹死。
在此期间，一件意想不到的事帮了法国人的大忙。在一次炮兵对射中，法军的一发炮弹无意中击中了存有45万多枚大口径炮弹的德军军火仓库，引起了大战以来的最大的爆炸。德军的这座弹药库隐蔽在斯潘库尔森林里，德军认为绝对安全，所以给炮弹装上了引信。如果不是这样，德军的损失不会这样大。大量炮弹的被毁，使德军火炮发挥不了作用。德军的攻势越来越弱。因此很多军事家把德军的主攻方向选择在法军的强处和这次爆炸一并看做德军失败的决定性因素。到4月初，经过70余天的激战，德军总共才前进了6～7公里，而且受到的阻力越来越大，他们在兵力上的优势已荡然无存。与之相反，协约国方面逐渐在力量上占了上风。3月份，部分法军由英军替换下来进行休整。3月中旬，俄军在东线发动了进攻，牵制了德军，使法军可以抓紧时间加强防御，调集新生力量。而德军连续作战，难以替补，疲惫不堪。
早在3月初，德军统帅法金汉就已经意识到，用急速攻击来夺取凡尔登的计划注定要破产。可是他却决定用围攻要塞时所采用的逐步攻击来继续凡尔登战役。法金汉还有另一个目的，就是尽可能地消耗法军的兵力兵器，从而阻挠英、法军队在索姆河进攻。
4月和5月，德军将其在马斯河左岸的主要力量集中起来攻击304高地和莫尔特—奥姆高地。加尔维茨集群得到大量重炮连和超重炮连的加强。该集群在每次攻击之前，总是进行威力强大的炮火准备。例如，4月9日攻击莫尔特—奥姆高地时的炮火准备消耗掉17列车弹药。5月4日攻击304高地时，参加炮火准备的达100个重炮连。法军在重炮兵方面不如德军，但是也将大量炮兵连调到凡尔登。法军广泛使用炮兵进行反准备和支援部队的反冲击。4月20日，法军用80个炮兵连的火力支援反冲击，结果，德军被逐出莫尔特—奥姆高地。5月22日，法军在51个重炮连的支援下，为夺回杜奥蒙炮台而发起反冲击。杜奥蒙炮台被夺回，但只保持两天。5月24日，德军重新占领了这个炮台。
5月7日，在使用了新式速效窒息性毒气炮弹（“绿十字”）之后，加尔维茨集群占领了304高地。5月20日，莫尔特－奥姆高地终于也被该集群夺去。至此，德军花费大约3个月时间，通过残酷的浴血战斗，才攻占了法军的这两个重要高地。
6月份和7月初，凡尔登城下又展开激烈的战斗。德军指挥部急于在英、法军队在索姆河发动进攻之前拿下凡尔登。德皇关于6月16月前占领凡尔登的命令，已向部队宣读。德军对沃炮台及通过弗勒里村庄、苏维尔炮台、蒂奥蒙和弗鲁阿德·德·特尔筑垒的法军最后一道防线发起新的猛攻。预备队第十军以巨大伤亡、消耗大量炮弹为代价，于6月2日包围沃炮台，6月7日将专门组建的强击队投入战斗，迫使该炮台的守军投降。
6月24日，洛霍夫将军的东面集群攻占弗勒里村庄和蒂奥蒙筑垒。德军6个师在79个重炮连和几个空军支队的支援下，在4公里宽的正面实施攻击。在战斗中，德军向法军阵地发射的窒息性毒气炮弹和催泪性毒气炮弹达11万发。大量的新型毒气弹爆炸后迸裂开来，每颗炮弹都散发出一小团毒气，逐渐汇聚成大团的毒气云团，沿着地面在法军阵地上蔓延，聚积在堑壕、谷地、森林中，大量的法军士兵中毒。直到下午6时，毒气团才被风吹散。法军纵深的炮兵阵地及后方的预备队，都遭到了毒气的袭击，30％的士兵中毒失去了战斗力。但后来对苏维尔炮台的几次进攻都被击退。洛霍夫将军集群无论到6月中旬，还是到7月初，都未能摧毁法军的防御和完成德皇的命令。
自7月1日开始，英、法军队在索姆河发起战役。协约国所采取的协调行动迫使德军统帅部从凡尔登抽出兵力，一部分调往俄国战线，一部分调往索姆河地域。仅在7月2日至12日的10天之内，就有2个步兵师、52个重炮连和9个轻炮连从凡尔登调往索姆河。
在这种情况下，同时由于罗马尼亚于8月27日参加协约国一方作战，德军在凡尔登城下的攻势已失去战略意义。9月2日，新任参谋总长兴登堡下令停止进攻。因凡尔登城下作战失败，法金汉于8月29日被撤职。德国的战争指挥权转到兴登堡和鲁登道夫手中，后者被任命为德军参谋总部首席军需官。
从8月起，凡尔登城下的主动权已转到法军一方。在8月的战斗中，法军恢复了蒂奥蒙、弗勒里筑垒和304高地。10月至12月，法军在马斯河右岸实施两次短促而有力的连续突击。第一次自10月24日至11月2日，第二次自12月13日至16日。芒让将军所属4个法军师的进攻，得到400多个炮兵连，其中包括400毫米新式榴弹炮连的支援。在毒气弹、燃烧弹、重炮连和超重炮连的火力支援下，经过顽强的攻击，于11月2日占领了杜奥蒙炮台和沃炮台。12月中旬攻下了沃、贝宗沃、卢韦蒙和瓦舍罗维尔等村庄。到12月18日，法军进抵其先前的第三阵地，遂停止攻击。德军全线后撤，法军取得了艰难的胜利。
历时10个月的凡尔登战役以法军的最后胜利而告结束。这是第一次世界大战中规模最大、时间最长的战役。此战役也是典型的阵地战，消耗战。凡尔登战役说明，企图在一个狭窄地段上先使用急促攻击，后转入稳步进攻，并采用“炮兵摧毁，步兵占领”的原则去突破坚固的防御是不会有任何结果的。法军指挥部可以从正面未受攻击的地段以及从后方把部队调往受威胁的方向。为了变更作战部署而大量使用汽车，这在历史上是首次。凡尔登战役的特点是，双方投入的部队人数众多，损失惨重。因此，法金汉称之为凡尔登的“绞肉机”或马斯地域的“磨坊”。战役结果，双方被歼近120个师，其中法军69个师，德军50个师。双方各师损失兵力达70％以上，法军伤亡人数达55万以上，德军损失45万。从一定意义上说，法金汉达到了目的，因为凡尔登战役吸引了法军的绝大部分力量，消耗掉了法国陆军中最优秀的士兵。但德军也付出了近30万人伤亡的代价，而且他们损失的精锐部队是无法补充的。
凡尔登战役是第一次世界大战中最有决定性的一次战役，德军遭到无法弥补的人力和物力的巨大损失，在多条战线上作战的困境日益加重。同时，德军的士气也从此大为低落，战斗力日益下降。战争的主动权从此逐渐转移到协约国手中。法军的凡尔登保卫战，是法国军事史上光辉的一页，它体现了法兰西民族的勇敢、刚毅与自我牺牲精神。
