Declarația de război a fost făcută abia a doua zi. În vara lui 1916 România intră în război de partea Antantei împotriva Germaniei, Austro-Ungariei, Bulgariei și Turciei (Puterile Centrale). Pentru Bulgaria, războiul trebuia să fie prilejul de a căpăta teritoriile care îi fuseseră atribuite la Tratatul din Yeșilköy/San-Stefano, și Dobrogea. Ofensiva trupelor bulgare începe chiar înainte ca declarația de război să fie înaintată ministrului României la Sofia.
De partea românilor, Dunărea și frontiera terestră erau apărate de Armata a III-a, având în față Armata a III-a bulgară, bine dotată grație armamentului austro-german și beneficiind de susținerea ofițerilor și trupelor specializate germane. Elementul esențial care dădea forță acestei armate îl reprezenta comandamentul său german și însăși experiența șefului ei suprem, mareșalul Mackensen. În schimb, armata română se afla într-o poziție de inferioritate atât numerică, precum și tehnică, iar din punct de vedere organizatoric comandamentul se găsea la aproape 200 de kilometri de front, la cartierul-general al generalului Mihail Aslan la… București !
În anul 1916, după intrarea României în Primul Război Mondial, pe teritoriul Dobrogei au loc operațiuni militare importante. Astfel in august 1916, trupele conduse de generalul Mackensen recuceresc Turtucaia, luând prizonieri 28.000 de militari români. Ofensiva Puterilor Centrale a continuat. La data de 26 august armata română a evacuat Silistra, iar la mijlocul lunii septembrie a reușit să oprească ofensiva inamicului pe aliniamentul Rasova – Cobadin – Topraisar. La lupte a participat, de partea română, o divizie de prizonieri sârbi și croați din armata austro-ungară, formată în Rusia.
Toamna lui 1918 a înclinat definitiv balanța armelor de partea Antantei pe Frontul de Vest, deruta previzibilă a Puterilor Centrale determinând conducerea politico-militară a României să reintre în „Marele Război” pentru a elibera teritoriile ocupate de forțele militare străine și în speranța împlinirii idealului „Marii Uniri”. După ce în 29 septembrie 1918 Bulgaria s-a recunoscut înfrântă de Antantă, Dobrogea a rămas câtăva vreme sub ocupația germană, dar în decursul lunii Octombrie unitățile armatei Mackensen se retraseră la rândul lor, astfel că armistițiul cu Germania (11 noiembrie 1918) avea să găsească România și în stăpânirea teritoriului dintre Dunăre și Marea Neagră. Populația dobrogeană a reușit să înlăture în mod rapid toate vicisitudinile create de război. Unirea tuturor românilor într-un singur stat național de 295.000 km2 cu 18,5 milioane de locuitori și stăpânirea unui litoral de 460 km între gura Nistrului și Ecrina (Ecrene în turcește) au adus Dobrogei o prosperitate deosebită, cum o demonstrează nivelul dezvoltării sale generale din perioada interbelică.
La capătul „Marele Război” (cum a rămas prima conflagrație mondială în conștiința contemporanilor și în paginile istoriografiei mondiale) este împlinită întregirea României. Dintre toate teritoriile regatului întregit, Cadrilateurl este singurul în care Românii reprezintă sub 4 % din populație, dar această proporție va fi dublată prin așezarea aici a mai multor mii de familii de Aromâni veniți din peninsula Balcanică (Albania, Iugoslavia, Grecia și Bulgaria). Dar, în cadrul ostilității apărute din acest motiv între România și Bulgaria, Dobrogea este de acum încolo un „măr al discordiei” între cele două țări, Bulgaria revendincând acum întreaga provincie până la gurile Dunării, în timp ce istoriografia bulgară socotește de atunci încoace Dobrogea medievală ca un stat exclusiv bulgăresc, aceasta până în zilele noastre și în ciuda lucrărilor „Comisiei mixte de istorie bulgaro-română” înființată la 5 iulie 2001.
Despotatul Dobrogei a fost un stat în componența căruia au intrat teritorii aparținând astăzi în zona sudică Bulgariei iar în zona nordică României, creat în 1347 prin despărțirea regiunii de Imperiul Bizantin. Secesiunea s-a făcut inițial prin intervenția unui nobil bulgaro-cuman (sau vlah) din familia Terter, numit Balică, dar conducătorul suprem a fost Dobrotici căruia i se datorează – de fapt, existența acestui stat. Teritoriul fusese recucerit de către Imperiul Bizantin în 1362 de la Țaratul Vlaho-Bulgar (șubrezit de invaziile Tătarilor), cu ajutorul Genovezilor.
Capitala statului a fost la Cărvuna (azi Kavarna, Bulgaria) iar cetatea domnească nu departe, la Caliacra. Frontierele i s-au modificat de mai multe ori în decursul existenței. Componența etnică a populației a fost mixtă și a cuprins pe lângă români, bulgari și tătari (aceștia din urmă, sosiți în 1224) și greci, armeni sau genovezi (în porturi).
