В октябре 1917 года в армии были созданы первые штрафные части. Так назывались «те отдельные части войска и их подразделения… в которых произойдут многочисленные или массовые нарушения долга службы, порядка и воинской дисциплины в виде отказа от повиновения законным властям, неисполнения приказов боевого значения, нежелания вести занятия, насильственных действий или чего-либо подобного при очевидности и важности означенных нарушений».

Характерным для 1917 года явлением стала так называемая «национализация» армии — преобразование обычных воинских частей в «национальные». «Национализация» происходила по одному сценарию — из части изымались и переводились в другие соединения все солдаты — не украинцы (не грузины, не армяне и т. п.) по национальности, а взамен часть пополнялась солдатами соответствующей национальности. Офицеры по желанию оставались на своих должностях или уходили, так что «национальными» такие части были по «солдатскому» принципу. «Национализации» подлежали воинские части всех уровней — от роты до корпуса.

Больше всего армию затронула «украинизация». Ей были подвергнуты 16 армейских корпусов целиком и 6 пехотных дивизий из других корпусов, 6 кавалерийских дивизий и 3 кавалерийских полка из других дивизий, 6 военных училищ, кадетский корпус и около 50 запасных полков. На втором месте по численности оказались «мусульманские» части — 8,5 пехотных и стрелковых дивизий и 1 конный полк, которые в декабре 1917 года начали сводиться в 1-й Мусульманский корпус. В ноябре 1917 года началось формирование Грузинского и Армянского армейских корпусов, костяк которых составили существовавшие раньше Грузинские стрелковый и конный полки и шесть Армянских стрелковых полков. Кроме того, были «грузинизированы» один пехотный, один пограничный конный и два крепостных пехотных полка, а 2-я Кавказская стрелковая дивизия была «армянизирована». На Румынском фронте была «молдавизирована» 14-я пехотная дивизия, на Кавказском — предпринята попытка формирования Эллинской Кавказской стрелковой дивизии, укомплектованной русскими греками. Последним, в январе 1918 года, был создан Белорусский армейский корпус (бывший 4-й) в составе трех дивизий. Всего «национализации» в течение 1917 года подверглось 53,5 пехотных и стрелковых дивизий, 6 кавалерийских дивизий, 6 отдельных пехотных и 5 отдельных кавалерийских полков, 7 военно-учебных заведений и множество более мелких подразделений. Их боевые качества, как правило, были очень низкими. Большинство национализированных подразделений впоследствии «легло в основу» национальных армий государств, возникших на развалинах Российской империи.

В течение всего 1917 года разложение русской армии шло по нарастающей. После большевистского переворота в начале ноября 1917 года на фронтах начали массово заключаться перемирия на «местных» уровнях, тогда же началась демобилизация, а 4 декабря в силу вступило перемирие по всему русско-германскому фронту от Балтики до Дуная. 16 декабря 1917 года Декретом Совета народных комиссаров «Об уравнении всех военнослужащих в правах» в армии были упразднены все чины, звания, ордена и знаки различия, а Декрет «О выборном начале и об организации власти в армии» вводил выборность командиров на всех уровнях. В итоге к февралю 1918 года армия фактически перестала существовать. Последние столкновения с противником были отмечены в конце февраля — начале марта 1918 года, когда германцы и австро-венгры, нарушив перемирие, перешли в наступление по всему фронту. Тогда сопротивление им оказывали не только последние, чудом уцелевшие и сохранившие боеспособность остатки старой русской армии, но и отряды Красной гвардии. Формально Первая мировая война для России закончилась 3 марта 1918 года с подписанием Брестского мира, однако отдельные бои продолжались и позже (например, 7 марта, когда 2-й Гомельский красногвардейский отряд выбил германцев со станции Добруш).

Общие потери русской армии в Первой мировой войне к 1 сентября 1917 года составили 3 637 710 человек убитыми и ранеными. Было убито, умерло от ран и болезней, погибло от несчастных случаев 685 441 человек, из них в кавалерии 3238, в иррегулярных частях 8314. Ранения и контузии получили 2 716 302 человека, в том числе в кавалерии 12 874, в иррегулярных войсках 30 032. Если учесть, что боевые действия, пусть и гораздо более вялые, чем раньше, эпизодически продолжались также на протяжении осенних и зимних месяцев 1917 года и первых двух месяцев 1918-го, общая цифра погибших и раненых приближается к четырем миллионам (по подсчетам видного историка Н.Н. Головина, сделанным в 1939 году, — 3 850 000 человек). Кроме того, погибли и умерли от ран 1 070 000 мирных жителей России.

Очень значительными были потери русского офицерского корпуса. Большинство их пришлось на первые два года войны, когда убитыми, ранеными и пропавшими без вести армия потеряла 45,1 тысячи офицеров. В 1916-м потери сократились до 19,4 тысячи офицеров, в 1917-м — до 8,5 тысячи. Всего за годы войны русская армия потеряла убитыми 36 генералов, 271 полковника, 480 подполковников, 1187 капитанов, 927 штабс-капитанов, 1324 поручика, 2727 подпоручиков и 6884 прапорщика. Ранены и контужены были 97 генералов, 782 полковника, 1110 подполковников, 2919 капитанов, 2914 штабс-капитанов, 4134 поручика, 7426 подпоручиков и 21 105 прапорщиков. Пропали без вести 2 генерала, 26 полковников, 53 подполковника, 126 капитанов, 109 штабс-капитанов, 238 поручиков, 477 подпоручиков и 2722 прапорщика. В плен попали 73 генерала, 230 полковников, 416 подполковников, 1413 капитанов, 1001 штабс-капитан, 1268 поручиков, 2140 подпоручиков и 6681 прапорщик.

Точных цифр относительно количества русских военнослужащих, попавших в 1914—1918 годах в плен, нет до сих пор. По данным Российского общества Красного Креста, зимой 1916/17 года в странах Четверного союза находилось 2 200 000 пленных русских. Генеральный штаб русской армии на 3 октября 1917 года приводил цифру 2 043 548 человек. С этими данными значительно расходятся подсчеты Центрального статистического управления СССР (1925) — 3 409 443 пленных, и данные Центральной комиссии о пленных и беженцах (1919) — 4 153 744 пленных. Содержались пленные в лагерях. На территории самой Германии действовало ИЗ лагерей для солдат и 37 для офицеров, еще 235 лагерей существовали на оккупированных территориях. В свою очередь, русская армия в течение войны взяла в плен 1 782 966 человек, в том числе 1 587 099 австрийцев, 152 760 немцев, 42 988 турок и 199 болгар.

Количество дезертировавших из русской армии на протяжении всей войны было относительно небольшим и в течение августа 1914-го — февраля 1917 года составило 195 130 человек (в среднем 6294 человека в месяц по всем фронтам). После Февральского переворота количество дезертиров резко увеличилось и с 2 марта по 1 августа 1917 года превысило 150 000 человек (в среднем больше 30 000 человек в месяц по всем фронтам). Но это — лишь официальные данные. По мнению военного историка Н.Н. Головина, «…к 1 ноября 1917 года число явных и “скрытых” дезертиров должно исчисляться цифрой более чем в два миллиона. Таким образом, к концу войны на каждые три чина Действующей армии приходилось не менее одного дезертира».

Итак, общие потери русской армии в Первой мировой войне значительно превысили потери союзников России по Антанте (для сравнения: Франция — 1 293 464 убитых, 2 800 000 раненых, 506 000 пленных; Великобритания — 702 410 убитых, 1 662 625 раненых, 170 389 пленных). Из всех стран — участниц войны Россия находится на втором месте по потерям после Германской империи, потерявшей 2 036 897 человек убитыми, 4 216 058 человек ранеными и 993 106 человек пленными.