Okres względnej prosperity trwał jedynie kilka lat, bo pod koniec lipca 1914 r. zaczęły nadchodzić niepokojące wieści. Obwieszczenia o mobilizacji ogłoszone 30 lipca i wypowiedzenie wojny Rosji przez Niemcy spowodowały zamieszanie. Panika ogarnęła administrację rosyjską, a pośpieszna ewakuacja zaborców przerodziła się w bezładną ucieczkę z Łodzi.
Potrójne manewry
Punkt zborny dla rezerwistów zorganizowano w parku Źródliska. Do wojska rosyjskiego powołano w Łodzi ok. 15 tys. mężczyzn. Wszystkie fabryki stanęły. Łodzianie oblegli banki, podejmując oszczędności. 3 sierpnia dotarły wieści o bestialskim zbombardowaniu Kalisza przez Niemców. Z jednej strony cieszono się, że zaborcy rosyjscy opuścili miasto, z drugiej jednak nie było sympatii wobec Niemców. Przez kilka tygodni, na zmianę oddziały rosyjskie wycofywały się z Łodzi, a niemieckie dwukrotnie wkraczały miasta. Sytuacja była trudna, funkcję magistratu przejął utworzony 10 sierpnia Główny Komitet Obywatelski. Liczba mieszkańców pozbawionych środków do życia sięgała 135 tys. Głodowe zapomogi, wynoszące średnio 7 kopiejek na osobę dziennie, były niewystarczające. Utworzono więc biuro pracy, aby złagodzić skutki bezrobocia i organizowano bezpłatne posiłki. Wojna zbliżała się stopniowo do Łodzi. W połowie listopada miasto zaczęły obiegać pogłoski, że Niemcy nadchodzą, by po raz trzeci zająć Łódź.
Operacja łódzka
Uderzenie niemieckie pod Włocławkiem rozpoczęło 11 listopada 1914 r. tzw. operację łódzką. Od 19 listopada Łódź była odcięta przez walki, a 21–23 listopada działania wojenne rozgrywały się w okolicach Chojen i Rzgowa. Kanonada trwała dzień i noc, nad Łodzią pojawiły się samoloty niemieckie. Z wysokich gmachów, np. z okien hotelu Savoy, można było obserwować przedmieścia objęte krwawymi walkami. Miasto przemieniło się w olbrzymi szpital, a liczbę rannych oceniano na 35 tys. Zburzono lub uszkodzono ok. 300 nieruchomości w różnych dzielnicach. Rankiem, 30 listopada wstrząsnęły miastem kolejne potężne detonacje. Pociski zaczęły spadać w samym centrum, zwłaszcza w pobliżu dworca Fabrycznego, gdzie runął most kolejowy. W czasie bitwy o Łódź zginęło 155 cywilów, a 99 osób zostało rannych. Po trzech tygodniach zaciętych i krwawych walk w rejonie Łodzi, Niemcy odnieśli zwycięstwo, a wojska rosyjskie wycofały się. Wojska niemieckie wkroczyły do Łodzi 6 grudnia 1914 r. i pozostały w niej przez cztery lata.
Krwawa walka
Najcięższe walki toczyły się jednak pod miastem. To była jedna z największych bitew manewrowych I wojny światowej na froncie wschodnim, która rozegrała się na przełomie listopada i grudnia 1914 r. pomiędzy armiami niemiecką i rosyjską. Po obu stronach stanęło blisko 700 tys. żołnierzy i dziesiątki tysięcy armat. Niemcy próbowali okrążyć armię rosyjską. Rosjanie odparli atak i sami otoczyli nieprzyjaciela. Dywizje niemieckie przedarły się do swoich sił głównych przez Brzeziny. W boju wzięły udział dywizje syberyjskie, a w nich wielu Polaków. W niemieckiej armii walczył Korpus Posen, w którego skład wchodziło 23 tys. Polaków. Na polu bitwy zginęli Rosjanie, Niemcy, Austriacy, Polacy, Litwini, Czesi, Ukraińcy, Łotysze i Tatarzy. Zasadnicza bitwa rozegrała się w okolicach Starej Gadki i Rzgowa. Wojskami niemieckimi dowodził gen. Reinhard von Scheffer – w składzie 49. i 50. dywizja piechoty oraz 3. dywizja gen. Karla Litzmanna, którego po zwycięstwie Niemców okrzyknięto mianem „Lwa spod Brzezin”. Straty po obu stronach szacowane są po ok. 100 tys. żołnierzy pochowanych, często bezimiennie, na ponad 200 leśnych cmentarzach na terenie podłódzkich gmin. Łódź weszła w okres pierwszej niemieckiej okupacji, która wyhamowała proces rozwoju. Miasto straciło impet, zostało okradzione i wyniszczone gospodarczo, a liczba mieszkańców spadła po kilku latach poniżej 350 tys. Czekano na wolność, którą udało się odzyskać w 1918 r.
