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塹壕戰（又稱戰壕戰或壕溝戰）利用低於地面，並能夠保護士兵的戰壕進行作戰。參戰雙方都有固定的防線。當兵員移動力與通訊系統沒有拉開差距，雙方火力大大提高，攻防卻互相制衡時，塹壕戰就會開始。美國南北戰爭（1861年至1865年）和日俄戰爭（1904年至1905年）都出現塹壕戰，此戰法甚至到21世紀後仍時而可見（如俄烏戰爭）[1][2][3][4]。在第一次世界大戰中，西線戰場的塹壕戰造成了最多的傷亡。
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早期人類已懂得利用建造碉堡來保護士兵。但當時軍隊規模過小，武器射程很近，因此他們能守住的也只是較短的防線或孤立的一點。有一些極長的防線（如中國的長城和英國的哈德良長城），它們仍無法徹底阻止敵人跨過邊境，主要用於威懾、警戒和平時的出入境管理。
碉堡和火力在最近1000年中得到極大發展，但無論是長弓，槍口裝填式滑膛槍，還是火砲的軍隊，守衛碉堡仍然需要大量士兵。若沒有足夠的部隊規模，火力是不夠的，因此塹壕戰首度於歷史上出現是很晚的事。
相較於很晚才出現的塹壕戰，早期戰爭中常出現的圍困戰術已具備塹壕戰的大部分技術。
凱撒在高盧戰記一書中描述了阿萊西亞之戰。羅馬軍團在阿萊西亞城周邊建造了兩堵巨大的牆。內牆長為10英里，裏面是韋森蓋托里克斯的部隊，而外牆阻止高盧援軍與他們會合。羅馬軍隊控制着內牆和外牆之間的部分，就像是一個細長的環形。被包圍的高盧人在饑荒之後投降，他們的援軍經過數次血戰，卻無法攻陷羅馬軍團的防線。戰役以羅馬軍團的勝利告終。修昔底德在他的伯羅奔尼撒戰爭史一書中也記錄了一次相似但失敗的圍困：雅典對錫拉庫薩的包圍。
包圍，是指在人類發明攻城機器後，進攻一座城鎮或一個碉堡時應用的戰術。進攻方會先將城鎮包圍，後要求城內的守軍投降。如果沒得到回應，包圍方會在城鎮周圍建造臨時碉堡，以阻止守軍突圍或外部援軍與守軍會合。進攻方（即包圍方）會在守軍武器射程之外挖掘與城牆平行的壕溝，在向城鎮的方向，再挖掘一個壕溝。這個壕溝為鋸齒形，保護士兵不會被守軍傷害，同時提供觀察守軍的有利地點。當壕溝深入到敵軍射程之內，進攻方會再挖掘與城牆平行且具有火力點的壕溝。必要時在砲火掩護下，這個過程會被不斷重複，直到進攻方的武器近到能在城牆上打開缺口為止。為了使部隊和援軍接近到缺口，進攻方會挖掘許多鋸齒形的壕溝，並由許多與城牆平行的壕溝來保護士兵。這個過程中，進攻方都會在每一個步驟後要求守軍投降。如果在進攻方的第一波攻擊中有許多士兵通過了缺口，守軍就只有死路一條。通過戰鬥而征服城市軍隊有時候會屠殺所有居民。一些以帖木爾為代表的佔領者會將敵人的頭骨作成紀念碑以展示自己的強大。
大規模軍隊成為塹壕戰的第一個要素，法國革命和拿破崙戰爭就是例子。之前，軍隊規模較小（人數少），無力在廣闊地域防禦長時間進攻。大規模軍隊使取勝變得艱難，但仍可能被騎兵和步兵集中擊破。早期加固軍事防線的例子包括托里斯韋德拉斯防線（1810年）。在半島戰爭中，葡萄牙在英國陸軍的皇家工程兵指導下構築，長達幾英里。
19世紀中期，火器得到發展，也使上述戰術更加毀滅性。1861年美國內戰，雙方都使用這種自拿破崙時代以來幾十年來都在用的戰術。這場戰爭在1865年結束時，預演了一次第一次世界大戰：壕溝、機槍、碉堡和巨大的傷亡。戰爭末期的彼得堡之戰與初期的戰役有了很大不同，初期的戰役（如第一次馬納沙斯之役），部隊仍可以靈活運動；一些著名攻擊行動，例如葛底斯堡之役中的皮克特衝鋒，對躲在戰壕里的敵人發動攻擊毫無用處。 這個變化的主要原因有兩個。第一，線膛槍（如0.58英寸口徑的斯普林菲爾德步槍Springfield Model 1855）得到大量的生產與使用。此類型步槍的射距不但比滑膛槍更長，基本上有效射程為500碼（約460公尺），而最遠射程可長達1000碼（約為915公尺）；而且因槍管內刻有膛線，導致子彈能穩定飛行，精準度大幅增加。如果士兵能躲在壕溝或是在掩蔽物後方，就可以在很遠的距離開槍攻擊。如果進攻的一方如果無法快速穿越與防守方的大片空地時，則可能導致重大的傷亡。（雖然線膛槍在之前的美國革命中被成功使用，但它們主要用於小規模狙擊部隊，沒得到大規模應用。） 出現於內戰晚期的連發槍械極大地提高了射速，同時也增加了傷亡。第二，雙方仍然堅持拿破崙式的大規模衝鋒戰術，這也增加了傷亡。到戰爭後期，散兵線戰術成為標準戰術。到最後，人們通過掩蔽物和分散部隊對抗密集火力。
美國內戰結束後，塹壕戰的其他幾個要素相繼出現。首先是1874年發明的鐵絲網。它雖然無法造成傷亡，但可以減緩敵人進攻速度，給防守戰壕的機槍手和步槍兵更多時間消滅敵人。第二個出現的是砲火改善。人類從古代就使用各種形式的砲火，從火藥得到大量應用至1860年塹壕戰出現的這段時間內，一直是用來消滅敵人的主要武器，只需要很少的步槍兵支援。克虜伯改進的鋼製後膛裝填式火砲極大地增加砲火的殺傷力。第三就是高爆彈，它將砲火殺傷力增強了16倍。最後是液壓式制退器，最先使用的法國75毫米野戰砲極大地提高了射速。進攻方與防守方之間的大片空地成為無人區，想要穿越則會傷亡慘重。
火力的改善和徵兵制改變了戰爭的形式，軍隊的指揮官們卻不清楚這些變化的毀滅性，也沒有研究對抗措施。一戰開始，指揮官們都認為這是一場短暫的戰爭，雙方都使用拿破崙時期的戰略和戰術，騎兵單位被火車送到前線。指揮官根本沒有想到，在密集的火力面前，騎兵毫無辦法。這些騎兵中的大多數從來沒有上過戰場。
在戰爭開始後，德國和協約國（主要為英軍和法軍）很快意識到他們錯了。正面進攻只得到自己的傷亡。1914年9月的馬恩河戰役結束，德軍和協約國軍沿着瑞士邊境各挖掘了一條戰壕，一直延伸到了比利時的北海海岸。從1914年9月16日一直到1918年3月21日德國發動春季攻勢之前，西線戰場上的作戰雙方幾乎在任何時候都在壕溝內對峙。
西線戰場，頭幾個月挖掘的小型臨時戰壕很快變得深且複雜，逐漸變成大面積防守工事。戰壕之間的空地被稱為「無人區」，在不同的戰場之間寬度不同。西線戰場上，無人區為100至300碼寬，但在維米嶺戰役中只有30碼。1917年3月德軍撤退到興登堡防線，無人區的寬度增加到1公里以上。在加里波利之戰中的澳新軍團戰場，雙方的戰壕相距只有15米，士兵們連續不斷地向對方戰壕投擲手榴彈。在東線戰場和中東戰場，雙方需要佔領的土地面積很大，生產彈藥，混凝土和鐵絲網的工廠距前線也很遠，所以歐式塹壕並沒有在那裏出現。
在阿爾卑斯山中，壕溝修到海平面3900米以上。這些壕溝要適應山上崎嶇的地形，堅硬的岩石和多變的天氣。許多壕溝網都位於冰川中。
戰爭剛開始時，英國使用一種由三個平行戰壕組成的戰壕系統，這三個戰壕由通訊戰壕連接。通訊戰壕與前方戰壕的連接點至關重要，一般都修有堅固的工事。前方戰壕只有少量守衛部隊，只在清晨和傍晚進入戰壕。70碼至100碼之後是支援戰壕（或叫轉移戰壕），當前方戰壕遭受轟炸或砲擊，部隊撤到這裏。300碼至500碼之後是預備戰壕，裏面有另一支部隊，這支部隊在前方戰壕被攻下後可以嘗試反擊並奪回。砲火得到改善後，這種戰壕迅速地過時。在某些前線特定地區，支援戰壕的功能演變為吸引火力，這樣前方戰壕和預備戰壕就不會遭受更大破壞。為了達到這個目的，人們會將支援戰壕點上火，看上去像是有人。
人們也建造臨時戰壕。當準備發動一次大規模進攻，前方戰壕附近就會出現幾個臨時戰壕。這些戰壕里的步兵將會隨前方戰壕內參加第一波攻擊的士兵一起進攻。還有一些無人的臨時戰壕延伸到無人區。士兵通過它們執行多種任務，比如在敵軍鐵絲網附近監聽敵人動靜或發動奇襲。
當一個戰壕有一部分凸出到無人區，一個突出部就形成了。相對的，面對突出部的敵軍戰壕叫做「凹陷部」。大塊突出部里的士兵處境非常危險，因為它三面受敵。
在前方戰壕後面幾千米，通常有兩個部分完成的戰壕，在前方士兵撤退時用到。德國人經常挖多餘的戰壕系統；1916年的索姆河戰役中，德國人挖了兩個完整的戰壕系統，相距1公里，在1公里之後還有一個部分完成的第三個戰壕系統。多個系統使協約國軍不可能發動決定性的進攻。如果第一個戰壕系統的一部分被敵軍佔領，防守方會從第二個系統挖一條通道到第一個系統中沒有被佔領的部分。
德國人的防禦工事建造非常出色。他們建造的掩蔽物和據點位於地下深處，防砲彈且空氣流通。德軍比他們的對手更想戰略性地撤退到一個準備充分的防守位置。他們還首先使用「深層防禦戰略」，即在幾百碼寬的前線交戰區中修建一系列孤立的陣地，而不是一個連續的壕溝。每個陣地都可以為它的相鄰陣地提供砲火支援。雖然進攻方可以在陣地間自由移動，他們還是要遭受防守方的縱射。英國人最後也採用了相似的工事，但德國於1918年發動「春季攻勢」時，還沒來得及完成。這次攻勢證明，即使攻勢完成，也不會起到多大作用。
壕溝並非筆直，而呈鋸齒型。當敵人從側方進攻，可以保護裏面的步兵，防止所有部隊暴露在敵軍火力前，擋住砲彈破片的飛行。但這也意味着一名士兵無法看到在壕溝里十米以外的東西。壕溝面對敵人的一側叫胸牆，背對敵人的一側叫背牆。背牆防止士兵們的後背被落在壕溝後方的砲彈彈片所傷。如果敵軍攻下了壕溝，原來的背牆就會成為胸牆。壕溝的兩側會用沙袋，木架和鐵絲網進行加固，地面通常會鋪上木板。
士兵的掩蔽洞位於支援戰壕後部。英國的掩蔽洞通常8至16英尺深，德國的掩蔽洞要深得多，距地面最近也有12英尺深，有時甚至能到3層樓的深度，士兵們通過混凝土台階上下出入。
為了使一名士兵可以在不暴露頭部的同時觀察到戰壕外，壕溝的胸牆有一些射孔。射孔簡單到只是沙袋中的一個缺口，也可以使用鋼板加固來保護士兵。為了擊穿射孔，德軍狙擊手使用了穿甲子彈。還有一種觀察戰壕外部的方法便是潛望鏡，它最簡單的形式是一根木棍與兩片鏡子。在加里波利的澳新軍團壕溝內，澳大利亞和新西蘭士兵使用潛望鏡式步槍向敵人射擊。
挖掘戰壕有三種標準方法：地面式，延展式和隧道式。地面式即人站在地面上向下挖掘，這種方法最有效率，因為它允許一大群人同時挖掘。但人們會暴露在地面以上，因此只能在安全的時間及地點，比如後方或夜晚使用。延展式從壕溝的一端向外挖掘。挖掘壕溝的人不會暴露，但這種方法只允許一個或兩個人同時挖掘。隧道式類似於延展式，不過在挖掘時，壕溝上方還有一層「屋頂」，在建造完成後去除。英國的壕溝建造指導說450個人在夜間用6個小時的時間能挖掘250米壕溝。在壕溝建造完成之後，它還經常需要維護，防止天氣或砲火減低它的強度。
在法蘭德斯戰場，雙方的戰壕都出現了許多問題。加拿大軍隊的戰壕出現問題最多，因為他們佔領的都是一些低地。在大部分低地中，地下水層只位於地下1米左右，這意味着壕溝在這裏會充滿水。因此，法蘭德斯的許多「壕溝」實際上位於地面以上，胸牆和背牆由沙袋（裏面是粘土）構成。一開始，胸牆和背牆都是這樣建造的。後來的壕溝取消了背牆，使後方戰壕內的士兵在前方戰壕被攻佔以後可以向前射擊。(與其說是壕溝，反倒更像長城)
狹小，靜態且位於地下的戰壕擁有獨一無二的地貌特徵。在前線，壕溝網和礦車道代替了公路和鐵路這些傳統的基礎運輸設施。許多小的山丘和山谷直到戰鬥開始前才有名字，一些山丘以它們的高度命名，比如60號山丘。農舍，風車，採石場或枯樹都會成為爭鬥的焦點，因為它們是這片地區內最顯眼的景物。這些地標會被砲火輕易摧毀，在戰鬥後，只有地標的名稱留在地圖上。
戰場地標可能是描述性的（比如孤獨的松樹或伊普爾附近的「多邊形樹」），幽默的（例如香腸谷和索姆河上的洋芋泥谷），軍事單位名稱，或一個士兵的名稱（位於澳新灣的以約翰·莫納什將軍命名的「莫納什谷」）。在名稱前加上「死人」兩字也很流行，原因很明顯。許多壕溝因為形狀被命名為「棋盤」或「烤架」。
敵人的壕溝也需要命名。許多壕溝以觀察時看到的事情命名，比如澳新灣的「德國軍官戰壕」（協約國軍在那裏看見了幾個德國軍官）或索姆河的「口糧戰壕」（在那裏發現了德軍的運糧隊）。英國人給德國在金奇戰場的戰壕取名都和酒有關，比如「啤酒戰壕」，「苦味戰壕」，「啤酒花戰壕」，「濃啤酒小徑」和「細長玻璃杯戰壕」。其它一些戰壕以它們在戰壕系統中的角色命名，比如索姆河的「換位戰壕」和「中繼戰壕」。
英國戰壕系統的一些部分的名稱聽起來就像大富翁棋盤，比如說「公園路」和「邦德街」。英國的師級部隊習慣性地將它們的戰壕以軍事單位的名稱命名，結果就是「馬斯特爾小徑」（皇家馬斯特爾明火槍團）和「黑衛士小徑」（黑衛士兵團）。澳新軍團則傾向於起士兵的名字。
正常情況下，一個士兵待在前線戰壕里的時間很短，約一天至兩星期左右，由替補者頂上後，部分隊員回後方休整，之後再如此循環。但澳大利亞第31營有一次在維勒·布列東內戰壕度過了53天，這非常罕見。然後一個英軍士兵會這樣度過一年：
- 15% 前線
- 10% 支援線
- 30% 後備線
- 20% 休息
- 25% 其它 (醫院，旅遊，休假，訓練等)
即使在前線服役，一名士兵在一年內也只會參加幾次戰鬥，比如進攻，防守或襲擊。精銳師的作戰次數則較高，協約國軍的精銳師包括了英國正規師，加拿大軍團，法國「藍魔鬼」和澳新軍團。
有一些地方在戰爭期間幾乎沒有什麼軍事行動，這使戰壕內的生活變得很輕鬆。澳新軍團第一團在加里波利撤退後於1916年4月來到法國，他們被派到一個相當和平的地方。但其它一些地方總是有激烈的戰鬥發生。在西線，伊普爾每天都猶如地獄，尤其是那些位於戰壕突出部的英軍。在沒有什麼軍事行動的地方，狙擊手，砲火，疾病和毒氣仍然造成較大傷亡。在1916年前六個月，英軍在索姆河戰役發起之前沒有參加過大型戰鬥，但是傷亡人數還是有107776人。
前線的一個部分會被分配給一個陸軍軍團，通常包括三個師。兩個師駐守在相鄰的位置，第三個則在後方休息。這種任務的分配會被貫徹到每個陸軍單位，所以在每個師的三個旅（德軍稱為團）中，兩個會在前線駐紮，第三個在後方作為預備隊。每個旅中的四個營中，兩個營駐紮，兩個營休息，連和排依此類推。越低級的單位調動次數越頻繁。
在白天，部隊的運動會遭到狙擊手和位於熱氣球中觀察員的迎頭痛擊，所以這時的戰壕往往很安靜。夜晚是戰壕內最忙碌的時候，部隊和補給的調動，鐵絲網與戰壕的維護，還有對敵軍防線的偵察都可以借夜色的掩護完成。位於無人區內的監聽哨會偵測敵軍的動靜。
襲擊的目的是抓獲俘虜及繳獲敵軍的情報。隨着戰爭發展，襲擊逐漸成為了英軍策略的一部分，這會保持部隊鬥志，並且阻止無人區落入德軍手中。這種戰術代價很高，戰後英國的一個研究總結說它獲得的不如它損失的多。
在戰爭早期，突襲都是由騎兵，尤其是加拿大騎兵完成，但是後來德軍加強了警戒，協約國軍在襲擊前很難不驚動德軍。到了1916年，襲擊已經需要精心策劃，和步兵砲兵聯合行動。襲擊會以猛烈的砲擊開始，將敵軍前方戰壕內的部隊驅走或消滅。將鐵絲網炸斷之後，砲彈會在前進的己方步兵周圍爆炸以提供掩護。但是，砲擊也通知了敵人協約國軍準備攻擊哪個位置，這樣敵軍就可以放心從其他地方調來援兵。
一戰的塹壕戰非常慘烈，有10%士兵被殺；作為對比，第二次布爾戰爭和第二次世界大戰只有5%和4.5%。英軍及英聯邦自治領軍隊有12%士兵戰死，總傷亡數（負傷加犧牲）達到56%。每1個前線士兵都有3名後勤士兵提供服務（彈藥，補給，醫療等等）。參加戰鬥的士兵不負傷幾乎不可能，實際上，許多士兵負傷不止一次。
當時醫療還很原始，有效對抗細菌感染的抗生素還沒被發現。相當輕微的傷也可能因感染和壞疽而致人死地。德軍士兵里，腿受過傷與胳膊受傷，分別有12%和23%死亡，主要死因是感染。美軍傷員中的44%因為壞疽死亡。這些人中，一半是頭部受傷。在腹部受傷的士兵中，只有1%活下來。
一戰中，有四分之三受傷原因是砲火。砲彈彈片造成的傷害通常比子彈嚴重。砲彈彈片會將灰塵帶進傷口，導致感染。胸部命中彈片的士兵，死亡率是命中子彈的三倍。砲彈的爆炸還可能引起腦震盪致死。除了生理上的傷害，砲火還會造成心理上的傷害。長時間砲擊常導致士兵休克，這在當時還沒有被完全了解。（現在這個症狀叫做創傷後壓力心理障礙症，人們對它了解更多，雖然還不是完全了解。）
與其它戰爭一樣，一戰中士兵的最大殺手是疾病。戰壕里衛生條件很差，常見的感染包括痢疾、斑疹傷寒和霍亂。許多士兵遭受寄生蟲害和相應的感染。極差的衛生條件也使戰壕中充斥着真菌，士兵們因此會得上戰壕嘴和戰壕足。另一個主要殺手是低溫，士兵長期暴露於壕溝中，冬天的戰壕溫度常在零度以下，而士兵們沒有足夠的衣服。
參戰雙方都無法立即安葬死者。在前線變更之前，無人區內的屍體會一直無人拖回，而在前線變更之後，這些屍體已變得無法辨認。有些戰鬥，比如加利波里的尼克山谷之戰中，士兵們的屍體直到戰後才被掩埋。戰爭結束後，人們在耕地或挖掘地基，仍會發現新的屍體。
在戰爭的不同時期（特別是早期），雙方都有正式的短暫停火，以便讓傷員回到己方陣地，並掩埋死者。但雙方軍隊的高級將領都不願意因為人道而放棄進攻機會，所以都下令不允許敵軍抬擔架者進入無人區。但由於筋疲力盡，雙方戰壕中的士兵拒不執行這個命令，因為短暫停火對雙方都有好處。當戰鬥結束後，雙方的抬擔架者（臂上標着紅十字）就會進入交戰的無人區將傷者抬走，有時他們還會交換俘獲的敵軍傷者。有時這些非正式的停火也被用來進行偵察或讓部隊休息。
一個著名的停火是英軍與德軍之間的聖誕節休戰。它發生在1914年聖誕節夜晚阿爾芒第耶爾附近。德國士兵首先唱起聖誕頌歌，然後雙方的士兵走出了戰壕。他們互相交換了禮物並講了故事，還踢了幾場足球賽。就像前面提到的一樣，他們的長官對這次停火很不高興，英軍還依照軍法審判了幾個士兵。2005年的電影聖誕快樂講的就是此次停火。
自古以來，各國軍隊在作戰時都會派出精銳部隊來消滅敵軍指揮官。隨着步槍的出現，這個任務就落到了能夠進行精確射擊的狙擊手身上。在一戰中，雙方派出了許多狙擊手。
一戰以前只有極少數的的狙擊步槍配備有瞄準鏡，狙擊手只有藉助機械照準器來射擊。但是機械照準器在光線不好的情況下不管用，因此德國方面率先給招募來的狙擊手和運動步槍射手發放了附有光學瞄準鏡的步槍，主要讓他們在黎明薄暮時實施精確射擊[5]。在德軍啟用了狙擊手之後，因胸部和頭部中彈而傷亡的英軍與法軍士兵越來越多。在經過較長時間後，才認清這既不是偶然命中也不是誤射，而是德軍狙擊造成。根據當時的報告，德國方面所取得的戰果，使佔據塹壕的英、法軍隊精神緊繃，士氣嚴重低落。[5]
1915年以後，使用李-恩飛步槍的英軍狙擊手和使用羅斯1910年型MkⅢ步槍的加拿大狙擊手也取得了許多戰果。法軍的勒貝爾也有製作狙擊型。[5]
雖然西線戰場有大量狙擊手活動，東線上的德軍與俄軍卻幾乎沒有狙擊手活動。
一般來說，步兵在戰壕內可以使用七種武器：步槍、刺刀、散彈槍、手槍、手榴彈、衝鋒槍和火焰噴射器。
英軍的制式步槍是.303英寸（7.7毫米）短彈倉李-恩飛步槍，它最初為一款騎兵用卡賓槍，最大射程（狙擊用）為1400碼（1280米），儘管有效射程更像是200碼（180米）。加拿大軍團廣泛地使用了羅斯步槍。一般認為這種步槍比李-恩飛步槍打得準，但是它在戰場上是出了名的愛出故障，它在槍管內有污物或快速射擊時經常會堵塞，加拿大步兵的制式裝備逐漸變成了李-恩飛步槍。但是，羅斯步槍在戰爭中還是被狙擊手所喜愛。在戰爭初期，英軍可以使用密集的步槍火力頂住德軍的進攻，但是當塹壕戰出現以後。英軍就很少有機會聚集大批步槍兵了。
德軍的制式步槍是7.92毫米（.312英寸）毛瑟Gew 98步槍，它在精度，射程和可靠性方面與李-恩飛步槍相同甚至更好。但是，它比較不適合於快速射擊，因為它的機槍結構要較費力轉動，又彈倉只能裝5發子彈，這是英軍步槍子彈容量的一半。法軍的勒貝爾式步槍(彈容8+1+1發)和俄軍的莫辛-納干(彈容5發)式步槍在許多方面都遜於德國和英國的步槍，尤其是可靠性和工藝方面。
英軍士兵裝備的是21英寸（53厘米）長的刺刀，這種刺刀的長度過長，並且在近戰中難以發揮有效作用。但是，在混戰中，刺刀比步槍更安全，因為子彈在穿透敵人後可能誤傷己方。白刃戰可以在敵軍中引起恐慌，並促使他們撤退或投降。在前進時，刺刀還被用來解決路上的敵軍傷員，這不僅節省了彈藥，還減少了後背受攻擊的幾率。德軍士兵一般都使用S98/05「屠夫之刃」式刺刀，這在開闊地上是一種很恐怖的武器，但是與英軍刺刀一樣，它在被安裝到步槍上後就很難在戰壕里使用。
許多士兵都更喜歡使用短柄鏟子或其他挖戰壕的工具來代替刺刀。他們會將鏟子的邊緣磨鋒利，這樣它就與刺刀一樣有用，而且較短的手柄也使它們在狹窄的戰壕內更易於使用。
由於在塹壕戰中士兵們經常得不到足夠的裝備，前線的戰壕中就出現了士兵們自製的武器，比如說短木棍和金屬狼牙棒，還有各種戰壕刀，甚至手指虎。隨着戰爭的發展，士兵們也得到了更好的裝備，因此這些自製武器就被棄用了。
拉推槍栓式（壓動式）散彈槍主要被美軍士兵用於西線。散彈槍一次發射許多顆彈丸，而不是單一的彈頭。雖然每顆彈丸的殺傷力遠低於步槍子彈，9.34毫米散彈還是可以在近距離上造成一系列嚴重損傷。散彈槍在近距離是一種很可怕的武器，德國在1918年9月14日甚至對它的使用提出了正式抗議。美國軍隊還配發了名為「戰壕槍」的專門為作戰而研製的散彈槍。它們的槍管比民用散彈槍更短，彈倉容量更大，沒有空氣閥門，並且在槍管和刺刀把柄（用來固定M1917式刺刀）外還有隔熱層。澳新軍團和一些英國部隊也使用了短槍管散彈槍，因為它們便於攜帶，在短距離內殺傷力大，並且在壕溝狹窄的空間內易於使用。
由於當時的步槍本來就射速過慢和太過長太笨重，所以本來是軍官和騎兵武器的手槍，在當時被廣泛使用作近戰武器，也開始從左輪手槍和早期的半自動手槍，向現代化的布朗寧半自動手槍（如M1911）過渡，而德國更率先發明了衝鋒手槍。
手榴彈成為了塹壕戰中首要的步兵武器。參戰雙方都很快地訓練出了專門的手榴彈兵。手榴彈使士兵能夠間接地攻擊敵人，並且不將自己暴露於敵軍火力之下，而且手榴彈不需要步槍那樣的精度。德軍和土耳其軍在戰爭一開始就裝備了大量手榴彈，但是自1870年就廢除了榴彈兵，並且沒有參加過圍困戰的英軍卻幾乎沒有裝備任何手榴彈，所以士兵們必須使用手中一切可得的東西自造爆炸物。1915年後期，英國蛋形手榴彈已經得到了廣泛的應用，到了戰爭結束時，英軍一共投擲了7500萬顆手榴彈。
衝鋒槍是一戰後期出現的新型槍械，是以卡賓槍的外觀大小下，能夠像機槍般連發，並使用適合近戰的手槍子彈，雖然在極近距離內威力稍遜於霰彈槍，但因為兼能對付較遠的目標，又和半自動手槍共用彈藥，所以很受歡迎並在一戰後成為大部分國家的制式裝備。
火焰噴射器在一戰前德國軍隊首先使用，可算是當時單兵武器中最有威力的一種，因為噴出的火焰可使敵人在痛苦中死去，火光熊熊的威嚇性足使人的動物本能感到震撼，又可以鑽入敵人躲藏的洞穴和壕溝中，還可以引起被收藏起來的敵人彈藥和油脂爆燃，對於突破塹壕最為有力。但缺點是笨重和射程較短。
機槍可能是塹壕戰最顯著的標誌，它給人留下了一個一排排士兵被呼嘯的子彈掃倒的印象。德軍在戰爭之前就很注重機槍的使用，在1904年，已經有16個步兵單位配備了機槍，它們的機槍手都是步兵中的精英，這些單位隸屬於Jaeger輕裝步兵營。英軍的每個步兵營配備一挺馬克沁機槍；德軍每個營配備六挺，俄軍配備八挺。[6] 而直到1917年，美軍的每個步兵單位才有了至少一挺機槍。[7] 1915年以後，MG08/15成為了德軍的制式機槍。在加里波利和巴勒斯坦，同盟國方的土耳其軍派出了步兵，但操縱機槍的卻常常是德國人。
英軍的高層指揮官對機槍不怎麼感興趣，他們認為機槍太笨重，並且機槍會讓士兵們更想要防守而不是進攻；因此英軍配發機槍的時間要在德軍之後。英國陸軍元帥道格拉斯·海格曾經在1915年說過「人們對機槍的評價過高了，每個營配備兩挺就已經比他們需要的多了。」 [1]，這個想法給英軍帶來了慘重的損失。[2] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 1915年，機槍團開始了訓練，其中表現最好的是加拿大士兵，在法國長官雷蒙德將軍的指導下，他們首先使用了區域封鎖和間接瞄準（它很快就被所有協約國部隊採用）。為了生產足夠的機槍，美國的公司簽下了生產維克斯機槍的合約。到了1917年，英軍的每個連都配備了四挺路易斯輕機槍，這大大增強了他們的火力。
重機槍在戰壕中的位置是經過精心的計算的，因此一挺重機槍的射出的一串子彈可以打到敵人的胸牆或鐵絲網上的缺口。它還可以被用來攻擊距離很遠的壕溝。負責重機槍的移動，保養和補給的有八名士兵。
迫擊砲打出的砲彈會在升入高空後落到一個相當近的地方，這被廣泛地用於騷擾敵人前方戰壕，並在一次襲擊之前炸斷鐵絲網。1914年，英軍總共發射了545萬發迫擊砲彈，而1916年他們共發射了650萬發。
英軍用的是斯圖克迫擊砲，它是現代迫擊砲的前身。這種迫擊砲不僅重量輕，而且易於使用，並且由於砲彈底部裝有推進藥而擁有很高的射速。在發射時，士兵只需要把砲彈從砲口滑進砲管里就行了，推進藥碰到砲管底部的撞針會自動引爆。
德國應用了一系列迫擊砲。最小的是發射「菠蘿」榴彈的榴彈發射器。中型的戰壕用迫擊砲被稱為布雷器，而重型迫擊砲會將一枚戰鬥部重200磅（90千克）的砲彈發射到1000碼以外。但是它的砲彈飛得很慢，因此敵軍就有時間躲進掩體。
就像空軍支配着現代戰爭一樣，砲兵支配着塹壕戰。在進攻時，步兵如果衝到了提供支援的火砲射程以外的話是很難完成任務的。除了轟炸塹壕內的敵軍以外，火砲還可使砲彈在己方步兵周圍爆炸，這樣敵軍就無法靠近，雙方還可以打一場砲戰，即雙方的火砲互相朝對方火砲射擊。
火砲一般發射的是破片或高爆彈頭，在戰爭後期還有毒氣彈。英軍是第一支使用鋁熱燃燒彈的軍隊。
火砲一般有兩種：加農砲和榴彈砲。加農砲的砲口初速高，彈道平直，常常發射破片彈頭來切斷鐵絲網。榴彈砲彈道較高，彈頭最後會以接近垂直的角度與地面碰撞。口徑最大的火砲一般都是榴彈砲。德國的420毫米榴彈砲重20噸，可以將一枚一噸重的砲彈打到10千米以外。
現代火砲的一個重要特徵就是液壓式制退器，這意味着火砲在每次發射後不用再重新瞄準。火砲在對目標發射前，需要對觀察員預設的已知標地物進行射擊來歸零，以提高擊準確度精度。但是在歸零射擊的過程當中會讓敵人發現並提高警覺。到了1917年末，火砲已經不需要再射擊前進歸零，在後方完成歸零的火砲可以在進入前線陣地後展開砲擊。
1914年8月，法軍首先使用了催淚氣體，但是這僅能使敵人暫時失去戰鬥力。1915年4月，德軍在第二次伊普爾戰役中首先使用了氯氣。大量的氯氣可以致死，但是它很容易通過眼睛和鼻子察覺到。暴露在氯氣中的士兵，即使大難不死，肺部也要受到永久性的損傷。
1915年12月開始使用的光氣是一戰中的另一種毒氣，它的毒性為氯氣的18倍，並且很難被察覺到。
但是，最致命的毒氣卻是德軍在1917年7月首先使用的芥子氣。芥子氣的毒性並不像光氣那樣強，但是它很難被察覺到，並且會附着在戰場表面，因此在很長的時間內都可以致命。芥子氣造成的燒傷很嚴重，暴露在芥子氣中的士兵極有可能就此失去戰鬥力。在接觸過芥子氣的士兵中，只有2%死亡，死因主要為感染。
最初的釋放毒氣的方法是在風向合適的時候將裝着毒氣的氣缸打開。很顯然，如果風向判斷錯誤，這種方法就沒有用了。還有，氣缸一般都位於戰壕前方，所以敵軍的砲擊很可能擊碎它們。後來，毒氣改由火砲或迫擊砲來釋放。
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亞德里安M15式頭盔 -
美國海軍陸戰隊使用的英式布羅迪頭盔 -
德國M1916式鋼盔
在一戰的頭一年，雙方都沒有為士兵配備頭盔。士兵只帶着布或皮革帽子上戰場，而這些帽子幾乎無法保護他們的頭部。當戰爭演變為塹壕戰時，許多士兵的頭部都因為砲彈的碎片而受傷了。
法軍首先意識到了他們需要更好的防護，並且在1915年夏天開始配發鋼盔。 亞德里安式頭盔代替了傳統的法國圓筒軍帽（Kepi），後來它也被比利時，意大利和其它許多國家採用。
大約在同時，英軍也在研製自己的頭盔。法國頭盔由於不夠堅硬和太難批量生產而被棄用。英軍最終選擇了布羅迪式頭盔。它有一個很寬的鋼盔檐，能夠保護士兵不被落下的東西砸傷，但是它對士兵頸部的保護卻較少。美軍使用了同樣的頭盔，但也有一些單位使用了法國頭盔。
德國在1916年開始使用M1916式鋼盔取代普魯士M1867皮革尖頂盔。這種鋼盔，也就是一般意義上的德式盔，最大的特色就是兩側突起的通氣孔，以及對頸部有較大的保護。戰後，德軍推出了改良形的M35，但外觀基本相同。 時至今日，在美軍、中國人民解放軍、日本自衛隊等的現役鋼盔上仍有M1916的影子。
一些精銳的意大利部隊使用的頭盔是由古羅馬頭盔演變而來的。
這些頭盔中沒有一種能夠為臉部或眼部提供防護。於是，一些機槍手裝備了護目鏡，而比利時人使用了百葉窗式的防護鏡來保護眼睛。
鐵絲網在減緩敵人的速度方面具有決定性意義。如果沒有它，快速前進的步兵（或騎兵）就很有可能在短時間內衝到己方機槍與火砲的面前。被鐵絲網阻礙的敵人則更有可能被機槍或步槍消滅。李德爾·哈特認為，鐵絲網和機槍是奪取無人區的幾大障礙中的兩個。
為了避免出現傷亡，雙方一般在夜間放置鐵絲網。
塹壕戰中，飛機的主要角色就是偵察和火砲校對。戰鬥機被用來保護己方偵察機並擊落敵方偵察機。在雙方的戰鬥機互相纏鬥時，制空權這個概念就初步形成了。火砲校對飛機會報告砲彈的落點以便砲兵進行調整。偵察機會在地圖上標明雙方的戰壕（一開始為手畫，後來改為照片），報告敵方部隊的動向及砲兵位置。
在戰爭後期，協約國使用了坦克。坦克是摧毀敵軍戰壕很有用的武器。它們可以軋過鐵絲網，跨越戰壕，而且機槍傷害不了它們，除了更深，更闊的反坦克壕外，塹壕戰中雙方最主要的障礙對坦克都沒有用。但是當時的坦克速度慢、過重、缺乏有效的通訊設備，機件亦不可靠，而且砲彈還是能夠傷害它們的。
戰爭的雙方在布雷和排雷方面的競爭也很激烈。索姆河地區乾燥的白堊很適合於埋設地雷，而有了打氣筒的幫助，法蘭德斯地區的濕粘土也可以埋雷。一些一般由當過礦工的士兵組成的專門的地雷坑道挖掘隊伍會將坑道挖到無人區里和敵軍戰壕底下。這些坑道會被填滿炸藥然後引爆，它會在地面上造成一個大坑。這個大坑有兩種用途：它可以摧毀敵軍戰壕，並且由於它的邊緣高於地面，它還是天然的戰壕，並且距敵人還更近。每當一個坑道內的炸藥被引爆後，雙方的部隊就會以最快的速度佔領並且加固這個大坑。
如果挖掘坑道的士兵發現了敵軍的坑道，他們就會朝敵軍的方向另外挖一個坑道。在兩個坑道快要會合時，士兵就會把它引爆，這就會提前摧毀敵軍坑道。摧毀敵軍坑道也成為了有些夜間突襲的唯一目標。有時，雙方的坑道會互相交叉，戰鬥會在地底下發生。
這些坑道也可以被用來秘密地調動部隊。
早於1915年3月23日法國默茲省一個小村莊沃屈瓦（位於凡爾登堡以北）,德軍與法軍在這裏首次互相利用地下地雷坑道作戰，這場戰爭一直持續到1918年，最終由法軍獲勝。這場戰爭名叫Battle of Vauquois，由於風鑽及通風系統出現，雙方越挖越深，未爆的炸彈以及毒氣經常令士兵陣亡，衛生環境惡劣，坑道就像高樓大廈一般。而該山累積500噸炸藥後山體嚴重凹陷，沃屈瓦山上的村莊及教堂亦消失在地圖上。
英軍在索姆河戰役的第一天，即1916年7月1日引爆了一系列坑道。最大的兩個坑道各裝了24噸炸藥，它們在La Boiselle附近的爆炸將土壤拋到了4000英尺的高空。
1917年6月7日下午3點10分，英軍以19條坑道的引爆為帕森達勒戰役中的梅斯恩斯山脊之戰拉開了序幕。平均每條坑道都裝有21噸炸藥，而位於St.Eloi地下125英尺深的最大的坑道裝有42噸。在理論上，這些炸藥引爆時產生的震動在英國都能感覺到。
西線戰場的許多大坑在今天還可以看到。梅斯恩斯山脊還有三條未引爆的坑道。
塹壕戰最基本的戰略就是堅守住自己的戰壕，並且嘗試進攻到敵人後方。這種戰略一般都以消耗戰，即將敵人的資源和人力消耗乾淨收場。但是某些雄心勃勃的指揮官還是想要通過一次決定性的戰鬥來獲得勝利。英國軍隊總司令道格拉斯·海格將軍就一直嘗試着使用騎兵來突破敵軍防線。它的兩個主要的塹壕戰役，即1916年的索姆河戰役和1917年的法蘭德斯戰役，都在開始之前被認為會很快結束，但是它們都成為了代價巨大的消耗戰。
許多人對塹壕戰的印象都是：一群群手裏拿着裝有刺刀的步槍的士兵，站成一排衝向無人區內密集的敵軍火力。這種戰術在戰爭早期確實是標準的戰術，但是它成功的例子卻很少。更常見的戰術就是士兵們在夜間通過一個深入無人區內的崗哨發起衝鋒，而無人區內的鐵絲網在之前就會被剪斷。
1917年，德軍首先使用了滲透戰術，即使用小規模的裝備精良且訓練有素的步兵來通過攻擊敵軍防線的薄弱環節來深入敵人後方。它們能夠前進的距離仍然受制於補給和通訊。
砲火在塹壕戰中有兩個作用：第一，殺傷敵軍士兵並破壞敵軍防線，第二，掩護己方步兵。在戰爭初期，砲兵在進攻時會先集中攻擊離己方最近的敵軍陣地，在這個陣地被砲擊之後，遠處的敵軍第二條防線就會被砲擊。這個戰術中，步兵經常得不到掩護，因為他們無法跟上砲擊的進度。這就造成了後來的慢速推進的砲擊，這種戰術中，步兵就可以緊跟着砲火前進了。
在戰鬥中，奪取目標只是成功了一半，只有守住目標才是贏得戰鬥。進攻方在推進時攜帶的不僅有武器，還有加固戰壕的工具：沙袋，鏟子，鎬和鐵絲網，在奪下戰壕後，進攻方就會立即加固戰壕準備擊退敵人的反擊。德軍很注重在失去陣地後立即組織起反擊。這個戰術在1917年給他們帶來了極大的傷亡，因為英軍限制了每次推進的距離來更有效地防守奪下的陣地。
進攻方在塹壕戰中最主要的問題就是通訊不可靠。當時的無線電通訊剛剛開始發展，所以當時可用的通訊手段有電話、旗語、信號燈和信鴿。這幾種通訊手段都需要較長的時間，因此有許多塹壕戰役都是由連級和排級指揮官指揮的。
在戰爭中，參戰雙方都在摸索着打破塹壕戰僵局的方法。當俄國爆發革命退出一戰之後，德國就有能力從東線抽調部隊來支援西線了。這就使德軍能夠從防線中抽調出一些士兵，並按照新的戰術來訓練他們。
在一戰後期，德軍建立了一些精銳步兵突擊部隊----暴風突擊隊（Stosstruppen / Stormtrooper）。突擊隊員們裝備一些輕型工程器械，輕機槍，迫擊砲，火焰噴射器和大量手雷向敵軍防線的薄弱環節進行滲透或正面突擊，在突破敵軍要點（例如重砲陣地）後繼續向前推進，然後由後續部隊打掃戰場。[8] 另外，德軍還意識到高層長官制定的詳細計劃在實戰中是沒有用的，所以他們讓基層指揮官來進行計劃。這些戰術在1918年德國發起的春季攻勢中是非常成功的。
原本平靜的塹壕戰在坦克出現以後就大大改變了。除了為士兵提供了裝甲保護之外，它還提高了移動力。儘管在一開始並沒有多大用處，坦克還是在西線沉重地打擊了德軍的士氣。
美軍在打破僵局方面起了主要的作用。約翰·潘興將軍認為塹壕戰代價巨大且毫無用處，所以他命令士兵對敵軍戰壕發起直接進攻和奇襲。
在一戰的最後一百天，英軍終於突破了德軍的防線，他們開始使用步兵與坦克及空中支援來將德軍趕回德國。在兩次世界大戰之間，J.F.C富勒和B.H.李德爾·哈特利用了塹壕戰來研究一種新式戰爭。他們的研究成果被德國人注意到，並且最終被發展成為了閃電戰。
德國閃電戰在第二次世界大戰早期的巨大成功顯示出馬奇諾防線這樣的固定碉堡可以被繞過而起不了作用。1944年盟軍的兩棲登陸中，德國未建造完成的大西洋壁壘很輕易地就被突破了。歐洲內陸的灌木叢中的戰鬥要遠比突破大西洋壁壘艱難。
諸兵種的協同作戰（包含了步兵，砲兵，裝甲部隊和空中支援）使塹壕戰過時了。現代戰爭的基礎變成了擁有精良通訊裝備的小規模部隊。
但是這並不是說戰壕沒有用。它還是一種有效的防守措施。在二戰最後一場戰役，即柏林戰役中，德軍在一條戰壕內給蘇軍造成了幾萬人的傷亡。
自從一戰以後，塹壕戰就很少出現過。當兩支裝甲部隊相遇後，它們通常打的是二戰式的運動戰。但是，塹壕戰在1948年中國國共內戰的決戰徐蚌會戰和韓戰（1950-53）後期又出現了，而且在越南戰爭（1964-75）中也可以看見塹壕戰的蹤影。
在冷戰期間，北約部隊的例行訓練中包含了在「蘇式戰壕系統」中的戰鬥訓練，「蘇式戰壕系統」是華沙公約組織國家中複雜的防禦工事系統。
一戰之後最常被提到的塹壕戰就是兩伊戰爭。雙方都有大量裝備現代武器的步兵，可是裝甲部隊，空中支援和協同作戰訓練卻很少。它的結果就與一戰很相似了。
塹壕戰的另外一個例子就是1998年至2002年的厄立特里亞-埃塞俄比亞戰爭。朝鮮半島和克什米爾的軍事分界線也包含了幾公里長的戰壕，朝鮮半島的三八線還埋設着地雷。
於2022年的俄羅斯入侵烏克蘭戰爭中，反坦克火箭筒、防空武器、無人機、地雷抵消了坦克飛機的優勢，雙方又回到使用經典塹壕戰阻緩對方攻勢。[9][10]
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