第一次世界大战，是人类近现代第一场世界规模的战争，20世纪初的人类和古代不同，已经掌握了如果用科学的方法来*死敌人，并且保护己方士兵的性命。和古代乃至原始时期的人类建造堡垒和墙等保护手段不同，当时由于军队规模小、武器落后，但随着步兵火力的不断提升，以碉堡和掩体为主要防护手段的各国军队，迟早要以堑壕战的方式进行过一次较量。第一次世界大战就成为了堑壕战唯一一次世界范围内大规模应用的战争方式。随着武器和装备乃至防护水平的进一步提升，堑壕战在二战就已经开始逐渐被各国抛弃。
首先，一战出现堑壕战是要有人员基础的，就拿一百多年前的拿破仑时期距离，当时欧洲各国的部队规模仍然不高，无法将士兵部署在整条战线上，所以根本没有能力在广阔的野外展开大规模、长时间较量，只能找到敌方部队，寻求主力对决。
随着线膛枪的大规模生产与应用，射程和拿破仑时期的滑膛枪相比，提升足足一倍有余，也大幅强化了射击精准度。所以躲在战壕中的士兵可以在很远的距离上，射击命中冲锋而来的敌军士兵，而连发枪在19世纪晚期也开始采用，如马克沁机枪就改变了战争的进行方式。
另外，堑壕战出现的另外几大关键要素也开始出现，如1874年增强防御力的铁丝网被发明出来，虽然很难造成伤亡，但能够极大地减慢敌军的推进速度；后装填火炮和高爆弹、液压式制退器等的出现，让步兵们想要穿越防御重重的敌军阵地前部，已经成为了近乎不可能，在仍然需要倚靠单薄的士兵推进战线的19世纪末20世纪初，堑壕战终于成为主流。
一战刚开始时的时候，双方都认为这将会是一场短暂的战争，骑兵部队甚至开始被运往前线，以期待时机一道直接突破敌方防线。但随着1914年9月马恩河战役结束后，德国开始在西线边境挖掘战壕，英法联军也效仿并挖掘战壕。从这个时候开始一直到1918年3月，协约国和同盟国就在潮湿、恶臭、泥泞、拥挤的战壕中，度过了难忘的三年半时光。
欧洲的西线战场，头几个月挖掘的小型临时战壕很快在德军的加固下变得又深又复杂，并逐渐变成大面积防守工事。同盟国和协约国战壕之间的空地被称交战双方为“无人区”，在不同的战场之间宽度不同，某些地方战壕中间的宽度可达100米，但最近的地方战壕相距甚至仅15米，爆发的血腥冲突也是极多的。
在索姆河战役中，德国人就是广泛的采用堑壕战术，动用了几千挺机枪，使用间接射击和超越射击，干掉几十万英法联军。英军以密集队形前进，遭到德军机枪和炮兵火力的严重*伤，第一天即伤亡近6万人，绝大多数倒在距离德军堑壕前沿2~3公里之间。索姆河战役140天时间里，英法联军伤亡高达79万4千人，未能突破敌方防御，而德军则损失53万8千人，这100多万人大都是堑壕战术下的冤魂。
1917年3月德军撤退到兴登堡防线，无人区的宽度增加到1千米以上，士兵们连续不断地向对方战壕投掷手榴弹。在东线战场和中东战场，双方需要占领的土地面积很大，生产弹药，混凝土和铁丝网的工厂距前线也很远，所以欧式的堑壕和堑壕战并没有在那里出现。
交战双方挖掘的壕沟并非笔直，而呈锯齿型。当敌人从侧方进攻，可以保护里面的步兵，防止所有部队暴露在敌军火力前，挡住炮弹破片的飞行，但这也意味着战壕内的士兵无法看到在壕沟里十米以外的东西。壕沟面对敌人的一侧叫胸墙，背对敌人的一侧叫背墙。背墙防止士兵们的后背被落在壕沟后方的炮弹弹片所伤。如果敌军攻下了壕沟，原来的背墙就会成为胸墙。壕沟的两侧会用沙袋，木架和铁丝网进行加固，地面通常会铺上木板以方便通行。
