1915年夏天，由于伤寒流行，约有15万塞尔维亚士兵染病，丧失了战斗力。1915年9月，保加利亚为夺回第二次巴尔干战争中失去的大片土地，站在同盟国一边向塞尔维亚发起进攻，决心占领整个马其顿、塞尔维亚南部地区和南多布罗查。从这年秋季起，塞尔维亚受到德国、奥匈和保加利亚三国军队从背后和侧翼的大举进攻，塞尔维亚军队被迫通过塞尔维亚和黑山向阿尔巴尼亚方向撤退。到了严寒的冬季，塞尔维亚政府和塞军最高指挥部决定将政府、议会和军队一起经阿尔巴尼亚撤退到亚得里亚海滨地区，因为当时意大利已向奥匈帝国宣战。撤退进行了一个月，饥饿和严寒造成约1.5万人死于阿尔巴尼亚山区。据南斯拉夫历史学家统计，1915年10月塞尔维亚军队有42万人，11月底到达科索沃时仅剩下30万人。他们在12月穿越阿尔巴尼亚时约有22万人，而在1916年2月到达科孚岛时已不足15万人。
1916年8月，罗马尼亚经过几次犹豫后，答应同协约国一起战斗，条件是奥匈帝国垮台后在分享战利品时，它要求得到特兰西瓦尼亚的全部领土，布科维纳和巴纳特也要割让给它；同时，它还要求俄国军队进入多布罗查地区，以协助它保卫南部边界免遭保加利亚的侵犯。1917年6月，希腊也站到协约国一边投入战斗，使巴尔干战场形势对同盟国越来越不利。在希腊科孚岛上经过几个月的休整后，10万多塞尔维亚军队于1916年下半年起同协约国军队一起投入了萨洛尼卡战役。1918年秋，塞尔维亚军队同英国、法国和希腊等协约国军队一起，彻底打败了保加利亚军队。塞尔维亚军队经过45天的战斗收复了塞尔维亚全境，并向奥匈帝国腹地进军。1918年11月1日，贝尔格莱德获得解放。
在这场反抗外来侵略和争取独立的斗争中，南部斯拉夫各族人民蒙受了巨大的牺牲。据统计，在第一次世界大战中，南部斯拉夫地区有1100万人，却损失了190万人，也就是说牺牲了近18％的人口，它在协约国中的损失是最惨重的。
人民用鲜血谱写了历史的新篇章。在战争结束阶段，俄国爆发了伟大的十月社会主义革命，奥匈帝国土崩瓦解。从此，帝国主义奴役南部斯拉夫各族人民的历史宣告结束。在奥匈帝国的废墟上，1918年12月1日一个新的国家实体诞生了，它就是历史上第一个由南部斯拉夫境内各斯拉夫民族共同组成的塞尔维亚-克罗地亚-斯洛文尼亚王国。这个新国家位于巴尔干半岛的西部和中部地区，面积24.8万平方公里，人口1200万。
具体到巴尔干国家，由于它们参加战争的目的不同，所以战争的结局也是不同的，它们的领土和国界较战前都发生了很大变化。
一战前，奥匈帝国是一个地跨中欧和东南欧的大国，面积为676613平方公里，人口达5139万。一战后，根据《圣日耳曼条约》和《特里亚农条约》，它将2/3的土地归还给了邻国，剩下的一小部分归奥地利、匈牙利和新成立的捷克斯洛伐克。
罗马尼亚收回了特兰西瓦尼亚、布科维纳、巴纳特的一部分，新增面积11.2万平方公里、人口600万。
希腊得到保加利亚割让的西色雷斯地区，其面积为8712平方公里，人口23万。
保加利亚又一次被割地赔款，它不仅将南多布罗查割给罗马尼亚，而且还将西部边界地区和斯特鲁米察地区割给了塞尔维亚，将西色雷斯割给了希腊。尽管这些被割让的土地面积和人口不多，但后来一直成为引起保加利亚与南斯拉夫和希腊之间国际争端的问题。
阿尔巴尼亚的边界线几乎没有调整，它的独立进一步巩固，意大利想把它变成托管地的愿望破灭了。
第一次世界大战爆发后，巴尔干国家均被卷入战火之中。但在战争结束后所缔结的《凡尔赛和约》不仅没有解决巴尔干国家复杂的民族问题，相反却潜伏下了新的领土和民族纠纷，为巴尔干国家之间的边界和民族冲突埋下了祸根。