Cuando empezó la guerra, Carol, a pesar de su amistad con Austria, declaró la neutralidad de Rumania. En octubre de 1914 falleció el rey que fue sucedido por su sobrino Fernando I. Hasta 1916 el reino mantuvo su neutralidad, pero ese año fuerzas rumanas invadieron la Transilvania húngara, siendo rechazadas por los ejércitos austro-húngaros, alemanes y búlgaros que invadieron el país y en menos de seis meses controlaban la mayor parte de su territorio. Sin embargo, el triunfo de los Aliados en noviembre de 1918, permitió a Rumania volver a entrar en guerra el 10 de noviembre y ocupar nuevamente Transilvania y otros territorios. Por los tratados de Saint-Germain-en-Laye (con Austria) y Trianón (con Hungría), Rumania se adjudicó la soberanía sobre la mayor parte de Bucovina, toda Transilvania, una franja de la llanura húngara al oeste de las tierras altas transilvanas (Crisina-Maramures) y la parte noreste del Banato, una superficie total de 133.765 km2. Rumania también ocupó Besarabia y fue ratificada en su posición por los aliados, aunque Rusia rechazó reconocer la soberanía rumana del área. Como resultado de los acuerdos de paz, el país obtuvo más del doble de su superficie, configurándose la 'Gran Rumania'.