Die rumänische Regierung stand seit Beginn des Ersten Weltkriegs sowohl mit den Mittelmächten als auch mit der Entente in Verhandlungen über einen Kriegseintritt. Rumänien blieb trotz des Werbens beider Seiten zunächst neutral, um die Entwicklung abzuwarten. Nach den Erfolgen der Entente in der ersten Brussilow-Offensive und am Isonzo schloss Rumänien am 17. August 1916 ein offizielles Bündnis mit der Entente. Vorausgegangen waren monatelange Verhandlungen über Gebietsansprüche. Die Alliierten sicherten dem neuen Bündnispartner zu Lasten von Österreich-Ungarn den Besitz von Siebenbürgen, des Banat und von Teilen der Bukowina zu. Am 27. August 1916 erklärte Rumänien Österreich-Ungarn den Krieg, einen Tag später folgte die deutsche Kriegserklärung an Rumänien.
Durch den neuen Kriegsgegner verlängerte sich die Ostfront für die Mittelmächte um rund 500 Kilometer. Das rumänische Heer war seit 1914 deutlich verstärkt worden und konnte etwa 600.000 Mann bereitstellen. Insgesamt war die militärische Schlagkraft der Armee aufgrund des Mangels an schwerer Artillerie, Munition, Transportgerät und modernem Kriegsgerät jedoch eher gering. Deshalb war die Armee von Beginn an auf Unterstützung durch Rußland angewiesen. Der rumänische Operationsplan sah vor, mit den Hauptkräften über die Karpaten nach Siebenbürgen einzudringen und von dort gemeinsam mit der russischen Offensive weiter gegen Budapest vorzurücken.
Die rumänische Armee überquerte Ende August 1916 die Karpaten und stieß nach Siebenbürgen vor. Der langsame Vormarsch der Rumänen ermöglichte dem neuen Oberkommandierenden Erich von Falkenhayn, aus deutschen und habsburgischen Verbänden die neue 9. Armee aufzustellen. In schweren Kämpfen im September 1916 wurde die rumänische Armee bei Hermannstadt (heute: Sibiu, Rumänien) und Kronstadt (heute: Brasov, Rumänien) geschlagen und bis auf die Gebirgspässe der Karpaten zurückgeworfen. Im Süden Rumäniens gelang den Truppen der Mittelmächte unter der Führung von August von Mackensen der Einmarsch in die Dobrudscha.
Die Oberste Heeresleitung entschloss sich nun, den erfolgreichen Feldzug fortzusetzen und Rumänien vollständig zu besiegen, zumal hier wieder ein Bewegungskrieg geführt werden konnte. Am 11. November 1916 begann die 9. Armee die Offensive in die Walachei, während im Süden die Armee Mackensen die Donau überquerte. Beide Flügel rückten nun auf Bukarest vor und brachen in der Schlacht am Arges Anfang Dezember den letzten umfangreichen Widerstand der Rumänen. Am 6. Dezember 1916 rückten die Truppen der Mittelmächte in Bukarest ein, doch Rumänien verweigerte die Kapitulation. Die Reste der rumänischen Armee wurden danach in Verfolgungskämpfen bis zum Sereth gedrängt. Durch die dritte Brussilow-Offensive der Russen erstarrten die Fronten am Sereth nun wieder im Stellungskrieg.