一戰前夕盡管如此,在第一次世界大戰前夕,中德關系再度變得疏遠。其中一個原因是德國在政治上被孤立,最明顯的例子是1902年英日同盟的成立和1907年英、法、俄三國協約的簽訂。正因如此,德國打算在1907年籌備德、中、美三國同盟,但這項建議始終無法成事。[1912年中華民國正式成立,德國給予民國臨時政府600萬馬克的貸款,并表示可以向中國歸還山東的鐵路權益。當第一次世界大戰在歐洲爆發時,德國在遠東并不能采取主動并進行有意義的行動,因為它深陷入歐洲戰場。德國曾經試圖將膠州灣歸還中國,以避免落入日本手上,但是日本威脅中國不得接受這一返還。
一戰的爆發與結果中華民國南方的廣州政府首腦孫中山力主中國保持中立,反對加入協約國對德作戰。而北方段祺瑞政府雖在英國授意下欲對德宣戰,但遭到日本阻撓。直到1917年,日本在得到英國、美國、法國的保證,允許日本在戰后繼續保留前德國在華殖民地和利權的情況下,才同意中國在8月14日對德國宣戰。1914年8月23日,日本加入戰爭,并成為協約國的一員,開始攻擊德國在中國的租界,占領了青島和膠州灣。此后北洋軍閥政府軍隊扣押了停泊在中國各港口內的德國和奧匈帝國商船,并收復了德國在漢口和天津的租界。
協約國在中國參戰時,曾經保證中國在德國戰敗后能收回德國在華租借地和勢力范圍。但是日本透過凡爾賽條約取代德國,占領了青島和山東半島。在中國人民都感到被協約國欺騙的情緒下,激發了愛國的五四運動。
總的來說,第一次世界大戰給中德關系帶來了巨大的傷害,特別是貿易方面:1913年當時在中國有近300個德國商號,但到了1919年,卻只剩下2個。