In Verdun begann im Februar 1916 eine deutsche Offensive, die den „Kriegswillen“ Frankreichs untergraben und eine Entscheidung des Krieges bringen sollte. 26 Millionen Sprenggranaten und 100.000 Giftgasgranaten gingen bis Ende 1916 auf sehr engem Raum nieder. Schreckliche Verletzungen des Körpers und der Psyche, das Sterben und der Tod waren allgegenwärtig. Deutsche und französische Soldaten bezeichneten den Ort als „Blutmühle“ und „Hölle von Verdun“. Die Verteidigung der Stadt bekam für Frankreich eine zunehmende symbolische Bedeutung. Bis Dezember 1916 konnte keine Seite siegen. Verdun wurde zu einem Beispiel militärischer Berechnung, in der Menschen nur noch als Material galten. Je etwa 250.000 deutsche und französische Männer starben. Mit Materialschlachten wie der um Verdun setzte eine neue Phase des industrialisierten Krieges ein: Entscheidend wurde, welches Land mehr Soldaten mobilisieren und mehr Waffen und Munition produzieren konnte.
Im Frühjahr 1916 entschied sich der deutsche Generalsstabschef Erich von Falkenhayn auch aufgrund der symbolischen Bedeutung der Stadt für Frankreichs Selbstverständnis für eine Offensive bei Verdun, ungeachtet der Befestigungsanlagen. Der Angriff begann am 21.Februar 1916 mit Angriffen deutscher Stoßtrupps auf die zahlreichen Forts im Festungsgürtel rund um Verdun. Er sollte entweder einen Durchbruch ermöglichen oder aber den Kriegswillen der Franzosen brechen.Trotz starker Artillerieunterstützung kam der Vormarsch deutlich langsamer voran als erwartet. Schon nach wenigen Tagen wurde deutlich, dass die Offensive fast genauso viele Opfer unter den Angreifern wie unter den Verteidigern kostete. Vor Verdun wurde um einzelne Anhöhen, Hügel und Dörfer erbittert gekämpft. Nach kurzer Zeit hatte sich die Landschaft in eine grau-braune Matschwüste entwickelt. Auf beiden Seiten starben täglich Tausende. Neben dem allgegenwärtigen Tod quälte die Soldaten der Dreck, der Durst und die Ratten sowie weiteres Ungeziefer in den Schützengräben.
Am 25. Februar fiel das Fort Douaumont in deutsche Hand. Die Einnahme des Forts am 25. Februar 1916 wurde im Deutschen Reich als großer Erfolg gefeiert, obwohl sie militärisch unbedeutend war. Der Jubel sollte erste aufkommende Zweifel am Sinn und am Gelingen der Offensive bei Verdun ausräumen. Am Beispiel Douaumonts war eine Kriegsdarstellung möglich, die sonst in der Masse des anonymen Sterbens und Grauens vor Verdun untergegangen war: Ein mutiger und ehrenhafter Kampf Mann gegen Mann, in dem noch wahre Heldentaten Einzelner vorstellbar waren.
Nach dem Verlust des Forts betraute die französische Regierung den als Defensivtaktiker bekannten Henri Philippe Pétain mit der Verteidigung von Verdun. Pétain trieb die Soldaten zu zähem Widerstand, um Zeit für die Heranführung neuer Reserven an die bedrohte Front zu gewinnen. Verstärkt durch zusätzliche Einheiten setzten die Franzosen den deutschen Angriffen eine erbitterte Verteidigung entgegen, die zu enormen Verlusten auf beiden Seiten führte. Am heftigsten umkämpft in dieser ”Hölle von Verdun” waren die beiden Gebirgsrücken Toter Mann und Höhe 304. Zwar konnten die Deutschen im Mai 1916 beide Stellungen erobern, aber die Zahl der dabei verlorenen Soldaten überstieg jede bisher gekannte Dimension. Im Juni begann ein weiterer deutscher Vorstoß, bei dem die Eroberung des Forts Vaux gelang, ein Durchbruch aber scheiterte. Nach einem halben Jahr musste die deutsche Militärführung die erfolglose Offensive abbrechen, das deutsche Heer geriet nun seinerseits in Bedrängnis vor Verdun. Im Dezember 1916 beendeten aber auch die Franzosen erfolglos ihre Angriffe bei Verdun.
Die Erfahrung der enormen Blutopfer bei Verdun prägte das Bild des Ersten Weltkriegs. Geländegewinne von einigen hundert Metern waren mit tagelangen Kämpfen und dem Tod von Zehntausenden verbunden. Nach viermonatigen Kampfhandlungen war das Schlachtfeld bei Verdun eine wüste Ruinenlandschaft mit verbrannten Wäldern, zerschossenen Stellungen und tiefen, schlammgefüllten Granattrichtern. "Verdun" wurde zum Inbegriff für die Sinnlosigkeit des Kriegs.