Kara sākumā Latvijas teritorijā tika ieviests karastāvoklis. Dvinska kļuva par piefrontes pilsētu.

Jau 1914. gada 14. jūlijā Dvinskas cietoksnī – noliktavā izsludināja karastāvokli. Cietoksnī ieviesa kārtību, un tas bija labi apbruņots: no ambrazūrām savus stobrus slēja tālšāvēji lielgabali, kas tika izmantoti Kalkūnes ielejas novērošanai Daugavas otrajā pusē.
Ceturtajā dienā, kad Vācija pieteica karu Krievijai, tika izveidots Dvinskas kara apgabals, kura vadība atradās cietoksnī. Kara darbības rajonā bija iekļauta arī Vitebskas guberņa.
1914. gada 29. jūlijā Dvinskas kara apgabala vadība ieradās no Viļņo (Viļņas) Dvinskā un iekārtojās cietoksnī, kur atradās līdz 1914. gada 21. augustam.
Kara sākumā visu rūpniecības uzņēmumu darbs tika pārkārtots kara laika vajadzībām. Dvinskā izgatavoja detaļas lielgabaliem un ložmetējiem, cietoksnī atvēra artilērijas laboratoriju, intendantūras darbnīcu, kā arī citas darbnīcas apģērbu un apavu izgatavošanai.
Jau augustā pilsēta sāka pieņemt un ārstēt ievainotos. Cietoksnī atradās kara hospitālis, viena no lielākajām šāda profila ārstniecības iestādēm Krievijā.
1914. gada 2. novembrī Dvinsku apmeklēja imperators Nikolajs II ar ķeizarieni Aleksandru Fjodorovnu un augstajām kņazienēm Olgu un Tatjanu. No stacijas viņi uzreiz devās uz cietoksni. Tur imperators ar ģimeni apmeklēja cietokšņa katedrāli, kur noklausījās Dievišķo liturģiju. Augsto personu ierašanās laikā cietoksnī pacēla imperatora karogu un no cietokšņa vaļņa salutēja.

No katedrāles cara ģimene devās uz Dvinskas kara hospitāli, kur imperators pats personīgi ievainotajiem nodeva militārā ranga atšķirības zīmes. Ķeizariene ar meitām ievainotajiem kareivjiem uzkāra kaklā mazas svētbildes. Viņas apmeklēja arī ievainoto karagūstekņu nodaļu.
Nikolajs II palika ļoti apmierināts ar hospitāļa apmeklējumu. Viņš pateicās ārstiem, novēlot arī turpmāk centīgi strādāt ievainoto ārstēšanā.

Par piemiņu no imperatora Nikolaja II Dvinskas cietokšņa apmeklējuma virs cietokšņa katedrāles kolonnas uz kara hospitāļa ēkas tika paceltas marmora plāksnes (nav saglabājušās), kā arī izgatavotas fotogrāfijas par piemiņu.

Žēlsirdīgajām māsām bija liela loma Pirmā pasaules kara laikā. Darbs hospitāļos un lazaretēs bija ne tikai viņu pienākums, bet arī iekšēja nepieciešamība kalpot tuvākajiem, mīlestība un žēlsirdība pret nabagajiem. Arī cara ģimenes pārstāvji piedalījās žēlsirdīgo māsu kustībā. Pirmā pasaules kara laikā ķeizariene Aleksandra Fjodorovna un četras cara meitas kļuva par žēlsirdīgajām māsām, bet Ziemas pils kļuva par hospitāli. Viņu piemēram sekoja daudzi Romanovu pils pārstāvji un ieguldīja līdzekļus labdarībā. Lielā kņaziene Jeļizaveta Fjodorovna nodibināja Marfas Marinskas klosteri, kur tika sniegta palīdzība nabagajiem, slimajiem, kroplajiem.

Kņaziene Aleksandra Fjodorovna par savu darbu lazaretē rakstīja: “Paldies Dievam par to, ka mums vismaz ir iespēja kaut mazliet dot mierinājumu un mājas sajūtu vientuļajiem un nabagajiem. Tā gribas apsildīt un atbalstīt šos drosminiekus un aizstāt viņiem radiniekus, kuru šobrīd nav kopā ar viņiem”. Ar Nikolaja II Dvinskas hospitāļa apmeklējumu ir saistīta leģendārā Jāņa Čakstēna – kara notikumu dalībnieka, pirmā latvieša, Svētā Georgija (Jura) krusta kavaliera - biogrāfija. Imperators pasniedza smagi ievainotajam Čakstēnam Svētā Georgija pirmās pakāpes zelta krustu un atdeva pavēli nekavējoties paaugstināt drošsirdīgo virsnieku par podporučiku.

1914. gada kara notikumi liecināja par vācu Ģenerālā štāba stratēģiskā plāna (Šlīfena plāna) izjaukšanu: zibenīgs uzbrukums Francijai un tam sekojošais uzbrukums Krievijai cieta neveiksmi, un vācu karaspēkam vajadzēja pāriet aizsardzībā.
Dvinskas cietoksnis bija spēcīgs krievu armijas atbalsta punkts.
1915. gada vasarā krievu karaspēks piekopa galvenokārt aktīvas aizsardzības politiku – korpusi atkāpās no robežas uz robežu, pārejot atsevišķos posmos pretuzbrukumā.

Ziemeļrietumu frontes vadība neveiksmes frontē saskatīja spēku sadrumstalotībā, jo krievu karaspēku veidoja 3 grupas. Tās apvienoja jaunizveidotajā 5.armijā, kuras štābs atradās Dvinskā. To komandēja Pāvels Pleve (1850 – 1916).
Tā kā vācu karaspēks tuvojās Dvinskai, tika izveidota evakuācijas komisija. Evakuācijas plāns tika sastādīts steigā. Taču komisija pie tā pieturējās: no pilsētas un apriņķa izveda 60 rūpnīcu un darbnīcu iekārtas. Iekārtas, kuras nevarēja izvest, vajadzēja iznīcināt. Izveda arī dažādus materiālus, metālus, vadmalu, ādas, pat lielos baznīcu torņus. Šajā laikā izveda arī Dvinskas cietokšņa arhīvu apkaltā dzelzs kastē, kuras pēdas diemžēl ir pazudušas.
Bez uzņēmumiem, noliktavām u.c. uz Krieviju evakuēja arī dažādas iestādes, skolas un tirdzniecības uzņēmumus.
Līdz septembra vidum no pilsētas izbrauca 5069 strādnieku ģimeņu. Tika evakuēti arī kalpotāji un citas iedzīvotāju kategorijas. Pilsētas iedzīvotāju skaits samazinājās gandrīz 10 reizes.

1915. gada rudenī sākās vāciešu uzbrukums Dvinskai. Viss septembris un daļa oktobra pagāja sīvās cīņās Dvinskas un Ilūkstes rajonos. 23. oktobrī vācu karaspēks ieņēma Ilūksti (tas bija lielākais vācu karaspēka panākums šajā virzienā) un pienāca tuvu Dvinskai.

Likās, ka pilsētas liktenis bija izlemts. Taču ģenerālis Pleve, kurš komandēja 5.armiju, vilcinājās ar aizbraukšanu no Dvinskas uz Režicu (Rēzekne), sekojot savam štābam. Bija nepieciešams tikai viens viņa vārds, lai atsauktu no pozīcijām ievainotos kareivjus un līdz ar to nolemtu iznīcībai Dvinsku. Taču armijas pavēle bija citāda: “Kamēr es esmu Dvinskā, ne soli atpakaļ.” Pilsētas aizstāvju rindās notika lūzums, un kanonāde kļuva neatlaidīgāka, bet viena daļa pajūgu un transporta atkal devās pāri Daugavai.

Komandiera neatlaidība un ticība uzvarai nesa savus augļus. Pleve spēja pārliecināt augstāko virspavēlnieku, ka pilsētu var nosargāt, tikai ir nepieciešama neliela rezerve. Tāpēc uz Dvinsku ar četriem ešeloniem steidzami tika nosūtīts 12.Kaukāza strēlnieku pulks. Tā ierašanās laikā Dvinskas stacijā vācieši jau bija ieņēmuši Medumus un tuvojās pilsētai. Tieši no vilciena strēlnieku pulks devās cīņā un padzina ienaidnieku no pilsētas.
31. oktobrī 5.armijas karaspēks cietokšņa aizsegā deva spēcīgu triecienu no flanga vācu pozīcijām. Līdz ar to atkal tika izjaukti vācu plāni forsēt Daugavu un ieņemt Dvinsku, kas bija svarīgs stratēģisks punkts. Krievu karaspēka pašaizliedzīgās un labi organizētās darbības piespieda vāciešus atteikties no mēģinājuma ieņemt pilsētu.
Pēc asiņainām kaujām Daugavas kreisajā krastā stāvoklis frontē stabilizējās, un karš ieguva pozicionālu raksturu. Mēģinot atvairīt Vācijas centienus uzbrukt, krievu karaspēks noturēja Dvinsku ilgāk nekā divus gadus.
Frontes līnija piegāja tuvu pilsētai, kuru vācieši apšaudīja no lielgabaliem un bombardēja no gaisa.

No kņaza Sergeja Trubeckoja atmiņām, kurš dienēja Dienvidrietumu frontē un atradās Dvinskā 1916. gadā: “Dvinskā es piedzīvoju vācu aviācijas nakts uzbrukumu. Bija daudz trokšņu no sprādzieniem un šaušanas, un es biju izbrīnīts, no rīta uzzinot, ka ienaidniekam bija kādi pieci, seši aeroplāni. Kādu citu reizi, ļoti noguris pa dienu, es vakarā cieši aizmigu un nedzirdēju vācu uzbrukumu. No bumbas aizdegās kaimiņmāja (starp mums atradās dārziņš). Tikai pēc tam es uzzināju, ka mans ziņnesis naktī ir mani modinājis: “Jūsu augstība, bumba trāpīja kaimiņu mājā, ko pavēlēsiet darīt?” - “Ja trāpīs mūsējā, uzmodini,” - es it kā atbildēju. Pats es no tā neko neatceros, taču mana atbilde – patiesā vai izdomātā - atstāja lielu iespaidu uz mūsu komandu un bija man labvēlīga…”
1916. gada martā Dvinskas tuvumā, pie Nīcgales, pozīcijas ieņēma 5.huzāru pulks, kurā dienēja praporščiks, “sudraba laikmeta” krievu dzejnieks Nikolajs Gumeļovs. 1914. gada septembrī viņš kā brīvprātīgais devās uz fronti un tika apbalvots ar diviem Georgija krustiem un iecelts par virsnieku.
Sakarā ar ieilgušo karu ekonomiskā situācija novadā strauji pasliktinājās: no tirgus pazuda pārtikas produkti, radās problēmas ar sīknaudu, spekulācija ieguva lielus apmērus. Rūpnieciskā ražošana pilnībā apstājās. Tie uzņēmumi, kas vēl bija, t. sk. daudzas darbnīcas, strādāja galvenokārt kara resoru vajadzībām.
Neapmierinātība, kuru izsauca karš, pārņēma ne tikai karavīru masas, bet arī plašus iedzīvotāju slāņus. Tas viss veicināja monarhijas krišanu Krievijā.
Sakarā ar Nikolaja II atteikšanos no troņa un pagaidu valdības izveidošanos Dvinskā notiek pilsētas iedzīvotāju un garnizona karavīru masu mītiņi un demonstrācijas.
Lozungs, ko pasludināja pagaidu valdība “Karš līdz uzvarai!”, tā arī palika lozungs. 1917. gadā krievu armija cieta vienu neveiksmi pēc otras. Šīs neveiksmes lielākoties tika izskaidrotas ar politisko situāciju valstī un ar noskaņojumu armijā. Armija izjuka, karaspēka daļās uzliesmoja nemieri, sacēlās veseli pulki. Boļševiki pastiprināja savu propagandu karavīru vidū. Ziemeļrietumu frontes komandieris ģenerālis N.Ruzskis atzīmēja, ka “Rīga un Dvinska ir Ziemeļu frontes nelaime, divas boļševiku propagandas ligzdas…”
1917. gada vasarā lielākā daļa kareivju atteicās izpildīt pavēli doties uzbrukumā. Ieņēmuši ienaidnieka pirmo ierakumu līniju, karavīri nedevās uzbrukumā, bet atgriezās sākuma pozīcijās. Vācijas karaspēks 3.aizsardzības līnijā sastapās tikai ar nelielu krievu kareivju skaitu, kuri pēc Kerenska aicinājuma “Par brīvību un revolūciju!” devās uz priekšu, taču viņus neatbalstīja “brīvie pulki”, kas palika sēžam savos ierakumos un vienaldzīgi vērojam to sakāvi.

Vienu daļu dumpīgo pulku vadība izformēja, bet apmēram 13 tūkstošu kareivju un virsnieku ieslodzīja Dvinskas cietoksnī un pilsētas cietumā. Visaktīvākos boļševiku piekritējus (869) nosūtīja uz Maskavu un ieslodzīja Butirkas cietumā. Viņi iegāja vēsturē ar nosaukumu “dvinci” kā aktīvi 1917. gada Oktobra bruņotās sacelšanās dalībnieki Maskavā.
1917. gada novembrī Dvinskā nodibināja padomju varu, kura noturējās pilsētā līdz 1918. gada 18. februārim, kad Trockis izjauca miera līguma Brestļitovskā parakstīšanu un vācu karaspēks ieņēma Dvinsku un iegāja cietoksnī.

Pēc Valkas krišanas 1918. gada 22. februārī vācu karaspēka rokās nonāca visa Latgale. Vācu valdība vilcinājās ar miera līguma parakstīšanu, cenšoties ieņemt arvien jaunas teritorijas. Tikai 1918. gada 3. martā tika parakstīts Brestas miera līgums starp Vāciju un Krieviju. Šis līgums bija ļoti neizdevīgs Krievijai.
Okupētajās teritorijās vācieši ieviesa jaunu kārtību, aplika iedzīvotājus ar smagiem nodokļiem, veica pārtikas un lopbarības rekvizīciju utt.
Dvinskas cietoksni izmantoja vācu armijas vajadzībām.
Pēc 1918. gada Novembra revolūcijas Vācija nespēja turpināt savu politiku un kapitulēja. Brestas miera līgums tika anulēts, tas nozīmēja, ka vācu karaspēkam vajadzēja aiziet no okupētajām teritorijām, tātad arī no Baltijas.
Izmantojot šos notikumus sava labā, Latvijas Tautas Padome proklamēja neatkarīgo Latvijas Republiku.
Daugavpilī kavalērijas pulks iemitinājās bijušajās krievu armijas intendantu noliktavās.
Vācu okupācija Dvinskā beidzās 1918. gada 19. decembrī ar Sarkanās Armijas daļu ienākšanu, kas pilsētā atradās 13 mēnešus.
1919. gada janvārī Padomju Krievija atzina Padomju Latvijas neatkarību, kura ilga tikai gadu. Unikālajā kinožurnālā “Padomju Latvija” par 1919. gadu ir atspoguļots sarkanais komandieris Jukums Vācietis Dvinskas cietokšņa apmeklējuma laikā, viņa iebraukšana pa Aleksandra vārtiem un vāciešu atstāto ieroču iznīcināšana.
1919. gada 28. martā Dvinskas cietokšņa rajonā tika nošauti ap simt Daugavpils iedzīvotāju, t.sk. garīdznieks Rumjancevs, inženieris Movšenzons, viesnīcas īpašnieks Boleišo un citi. Viņus apsūdzēja “kontrrevolucionārā sazvērestībā”, kaut arī daudzi no viņiem bija jau cienījamā vecumā.
1919. gada augustā poļu – lietuviešu karaspēks un Latvijas armijas daļas devās triecienā uz Dvinsku, nepārtraukti apšaudot no lielgabaliem priekštilta nocietinājumu, cietoksni un pilsētu. 1920. gada. 3. janvārī Dvinska tika atbrīvota.
Piecu gadu laikā, no 1915. gada līdz 1920. gadam, Dvinskas cietoksnī nomainījās 5 garnizoni: cara, vācu, boļševiku, poļu, latviešu. Kara laika notikumi ne sevišķi labi atsaucās uz kādreiz tik pirmklasīgo citadeli.
Pirmais pasaules karš atstāja dziļas pēdas cilvēces vēsturē, Latvijas valsts vēsturē, mūsu pilsētas vēsturē. Tā bija viena no lielākajām XX gs. traģēdijām. Kritušie karojošajās pusēs, mierīgie iedzīvotāji, kuri cieta no karadarbības, epidēmijām, bada, aukstuma un citām nelaimēm, sastādīja vairākus desmitus miljonu.