La guerra en el mar también iba a transformarse en el nuevo escenario. La iniciativa estaría en manos de los alemanes a partir de un suceso que tuvo lugar el 22 de septiembre de 1914. Ese día un submarino alemán, el U-9, hundió tres cruceros británicos en el mar del Norte. El éxito de la operación demostró que la lucha con buques de superficie, que había dominado la guerra en el mar a lo largo de la historia, tenía que revisarse ante la efectividad de los submarinos. La nueva forma de combatir iba, además, a dar una opción a Alemania para enfrentarse con la todopoderosa Royal Navy. Pero el cambio no iba a ser inmediato, primero los alemanes debían interiorizar su inferioridad en los enfrentamientos convencionales. Lo sucedido en el mar en 1914 y 1915 aceleró el proceso y consiguió que Alemania priorizara la lucha submarina en su estrategia de combate naval.
Con la intensificación del conflicto el mar se convirtió en uno de los principales teatros de operaciones. La guerra naval es una de las características de la guerra económica. El dominio de las rutas marinas permite controlar las líneas de abastecimiento, bien para bloquear al enemigo o para proteger tus propios suministros. Por lo tanto, en una guerra larga es vital controlar el mar. A principios del siglo la situación era favorable para los británicos, su poderosa armada era la base de todo su imperio colonial. Antes del comienzo de la guerra Alemania necesitaba contrarrestar el poder marino de los ingleses; para ello comenzó a construir una flota que tuviera la capacidad de enfrentarse con ellos, la conocida como flota de riesgo. Pero dicha flota era, en lo esencial, una flota de superficie formada por buques convencionales, sobre todo por acorazados y cruceros, un terreno dominado por los británicos.
Las dos marinas que iban a protagonizar la guerra naval se enfrentaron por primera vez en Heligoland, en el mar del Norte. Pero la primera batalla decisiva tendría lugar en el sur, en las inmediaciones de las islas Malvinas, donde los alemanes serían batidos de forma contundente. La derrota fue consecuencia de una visión errónea, el almirante Maximilian von Spee pensaba que podía destruir la flota británica del sur. De forma previa al enfrentamiento en las Malvinas von Spee, con un grupo de cinco cruceros, había derrotado a una parte de la escuadra inglesa en la batalla de Coronel, en la costa de Chile. Este éxito inicial hizo a Spee creer que tenía capacidad para acabar con la flota británica del Atlántico sur, con base en Port Stanley. Spee cruzó el cabo de Hornos y se lanzó contra la Royal Navy, el combate tuvo lugar el 8 de diciembre. Los alemanes se encontraron con una flota mayor de lo esperado ya que la fuerza principal británica estaba formada por siete acorazados, una escuadra muy superior en tamaño y capacidad de fuego. La derrota germana era, por tanto, inevitable. De los cinco cruceros alemanes cuatro fueron hundidos. Al inicio de la batalla los británicos hundieron dos: primero el buque de von Spee, el Scharnhorst, en el que pereció toda la tripulación formada por 800 hombres, incluido el almirante; del segundo crucero sólo se salvaron 150 marineros de 800. Tras esto los tres cruceros restantes, de menor tamaño, emprendieron la huida. Fue entonces cuando se produjo el desastre del Leipzig: este buque fue alcanzado por los británicos y comenzó a incendiarse, la tripulación se amontonó en la cubierta, mientras muchos de ellos se abrasaban en el incendio los ingleses les disparaban a discreción mientras producían una masacre sin paliativos. De las 400 personas que formaban la dotación del Leipzig sólo se salvaron 18. El Nürnberg fue la última nave en irse al fondo del Atlántico, sobrevivieron siete marineros. Sólo pudo escapar el crucero ligero Dresden. Los británicos no perdieron ni un solo barco. La dureza, el número de bajas y la crueldad del combate habían demostrado que la guerra naval iba a tener unas dosis de horror equivalentes a la pelea en las trincheras.
Los alemanes también iban a ser vencidos en el norte. El 24 de enero de 1915 tuvo lugar la batalla de Dogger-Bank, de nuevo se vieron las caras las armadas británica y alemana. La superioridad del Royal Navy era abrumadora, contaba con 11 cruceros y 35 destructores frente a ocho cruceros alemanes. La victoria no fue total porque los británicos se retiraron de la lucha al creer que habían detectado un submarino. Aunque no hundieron la escuadra alemana la dañaron de forma considerable y, sobre todo, demostraron que el mar era territorio británico ya que su dominio era incuestionable. Los alemanes no tuvieron más remedio que refugiar su escuadra en sus bases del Báltico, esto permitió a la armada británica efectuar un bloqueo eficaz sobre las costas alemanas.
Por lo tanto, los sucesos obligaron a los alemanes a un cambio. El éxito del U-9 y los fracasos de las Malvinas y Dogger-Bank mostraron que la única opción que podía dañar a los británicos era la guerra submarina. El submarino era un arma nueva, aunque empezaron a construirse en el siglo XIX nunca se habían empleado en un conflicto real. Los mandos navales eran contrarios a este tipo de buques ya que contradecía su visión de la guerra. Un barco que atacaba a escondidas era considerado lejano al honor que debía formar parte de la guerra entre naciones civilizadas. Pero esas visiones fueron superadas por la realidad. Los submarinos aportaban importantes ventajas: eran más baratos de construir que un gran buque de superficie tipo acorazado o crucero, también eran difíciles de detectar y los torpedos les otorgaban una capacidad de fuego precisa y contundente. Como desventaja estaba sobre todo su escasa autonomía cuando se encontraban sumergidos. Los submarinos de la primera guerra mundial tenían motores diesel para la navegación en superficie y baterías eléctricas para la inmersión, cuando las baterías se agotaban había que emerger para recargarlas con los motores convencionales, en ese momento eran vulnerables y podían ser hundidos de forma fácil por cualquier nave enemiga.
Ante la nueva situación el gobierno del Káiser dio prioridad a la fabricación de submarinos. El primer sumergible alemán había sido botado un año antes de la guerra. Al inicio del conflicto contaban con 28 y durante toda la guerra llegaron a fabricar 400, mientras que los británicos sólo construyeron 175. Pero el mando no sabía como utilizar la nueva arma. No existía una doctrina militar sobre su uso y los oficiales no habían sido entrenados al respecto. Como en otras innovaciones hubo que aprender sobre la marcha. En un principio se pensó que la escuadra submarina podía atacar a la flota convencional británica que tenía su base en Scapa Flow, en las costas de Escocia. Si bien un submarino podía hundir un buque armado de gran tamaño, cuando salía a superficie era un blanco fácil para la capacidad artillera de los buques enemigos. En realidad eran eficaces para atacar a mercantes desarmados, podían enviar al fondo del Atlántico una cantidad ingente de suministros y dejar al Reino Unido desabastecido y, de esta forma, contrarrestar el bloqueo que sufría la población alemana. A partir de ahí la guerra naval se transformó en una lucha entre la capacidad de hundir suministros y la capacidad de fabricarlos. De nada servirían los grandes ejércitos si no disponían de todo lo necesario. Si Alemania conseguía acabar con los abastecimientos británicos podía ganar la guerra, el escenario clave fue el océano Atlántico.
Pero la acción de los sumergibles planteaba un riesgo que a la postre demostró ser decisivo: el hundimiento de buques mercantes americanos podía forzar a los Estados Unidos a entrar en el conflicto. Esto quedó patente cuando un submarino alemán hundió el 7 de mayo de 1915 un trasatlántico norteamericano de pasajeros, el Lusitania. Murieron 1500 personas y generó una enorme protesta del gobierno norteamericano. Ante esto, Alemania tuvo que limitar la guerra submarina y reducir de esta forma su capacidad de doblegar a los británicos.