从7月9日开始，英法军又恢复了进攻，但这时的德军已大大加强了兵力，使得双方的兵力对比从英、法军占2.8倍的优势下降到只占0.6倍，这对于处在进攻一方的英、法军来说，已算不上什么优势了。因此，虽然英、法军士兵冒死冲锋，但依然进展缓慢，双方很快进入胶着状态。

更严重的是，英、法军在战斗指挥上又极不协调，双方的作战方针完全不一致，因此仗就更难打了。英军指挥官海格为了能在主要突击方向取得纵深突破，要求法军给予积极协助，指示法军将第6集团军的力量重心移到索姆河以北。但法军指挥官却我行我素，根本不理睬英军的要求。继续指挥该部在索姆河以南进行离心方向的进攻。

英、法军未能集中力量捏成拳头，势必严重影响战斗进程，结果，到7月17日，英军仅前进三四公里，法军推进了六七公里。

经过近半个月的战斗，无情的事实证明英法军想迅速突破德军防线是不可能的，协约国原先设想的计划在德军顽强的防御面前失败了。因此，英军司令海格与法国将领及部下商议：“我们协约国方面，无论在人力还是物力上都占有优势，如今德军已放松了在凡尔登方向的进攻，因此我主张下一步我们应该采取消耗战的方针，以连续不断的小规模进攻来削弱德军的力量，逐步改变我们和德军的力量对比，然后在9月份再发动大规模进攻，我相信，到那时我们的进攻将会奏效。”法国方面由于凡尔登压力的减小，也同意了这项新的作战方针。

于是，一场增加兵力兵器的特殊竞赛代替了大规模的战役进攻。从这时起，英、法军先后投入的兵力达51个师，飞机由300架增加到500架；德军方面兵力也达到31个师，飞机从104架增加到299架。整个8月，英、法军采取了分散兵力全面出击的战术，希望最大限度地消耗德军兵力，达到局部改善态势、扩大突破口的目的。德军则采取集群战术针锋相对，以弹坑和掩体作依托，用机枪对付英、法军的散兵队形，结果使英、法军遭到巨大损失。英、法军不但分散攻击，消耗战的战术也未获成功，而且在战役进展方面也无多大战果。截至八月底，英、法军在两个多月的进攻中，以伤亡近30万人的代价，才向前推进了3～8公里。德军的伤亡是20万人。为守住索姆河防线，德军在这段时间的战斗中，消耗了约600列车弹药。同时，德军为加强索姆河方向的防御，不得不完全放弃了在凡尔登城下进攻，把索姆河方向的德军增加到40个师。

9月初，英、法两军在争吵声中达成了关于合同攻击的计划。法军按计划加强了右翼力量，扩大了左翼战线。这样，索姆河战役的规模日益扩大。9月3日，英、法军的1900余门火炮又开始向德军猛烈轰击，一场新的攻击又开始了。还未等炮击的硝烟散尽，天空中又传来机群的嗡嗡声，英法军派出了强大的空中力量支援进攻，这些飞机不停地向德军阵地轰炸、扫射，摧毁在炮火准备中幸存的德军工事和炮兵阵地。与此同时，英、法军的四个集团军(法军占26个师、英军占32个师)的兵力从所有战线上实施了大规模联合攻击，其主要突击方向集中在右翼的英国第4集团军攻击地带内。

战斗异常激烈。德军阵地上，堑壕线和带刺的铁丝网都被摧毁无遗，地面上炮弹坑密密麻麻，死尸遍地都是，恶臭熏天。双方围绕一些要点反复争夺，许多阵地都易手多次。德军的机枪和铁丝网发挥了巨大的作用，英、法军每前进一步，都要付出极大的代价。但尽管如此，英法军仍以每昼夜推进150米到200米的速度，渐渐地已深入德军防御纵深2～4公里，个别地段上甚至接近了德军的第三阵地。就在这关键时刻，天不作美，一连多日下起了暴雨，加上大雾，使炮兵无法得到航空侦察和帮助，泥泞的道路也使重炮无法向前转移。但英、法军并未放弃进攻的企图，他们打算以一种新式武器来加快战役的进程。

坦克助战

9月15日清晨，在索姆河畔的费莱尔——库尔杰莱提战场上，大雾笼罩，硝烟弥漫，德军的士兵们正静静地躲在堑壕里，等待着英、法军发动新的进攻。猛烈的炮火准备过后，德军士兵麻木地爬出掩蔽部，把各种机枪搬上阵地，准备迎击即将开始的步兵冲锋。这样的日子已经持续了两个多月了，英、法军队已经在德军的阵地前留下了无数的尸体。

7时30分左右，远方地平线上突然出现了十几个运动着的“黑点”，这些“黑点”决不是德军早已熟悉的散兵线。它们渐渐接近了，德军士兵们依稀听到了一种奇怪的轰鸣声，其间还隐约夹杂着钢铁的撞击声。不久，德军士兵已经可以看清，那是一个个黑色的“钢铁怪物”，奇怪的轰鸣声和钢铁的撞击声越来越大，大地也在不断地颤动。

望着这些从未见过的“钢铁怪物”，德军士兵们被惊呆了，在慌乱中，他们操起机枪和步枪，向这些怪物猛烈射击，但是往日威力巨大的机枪子弹不是被弹回来，就是从这些怪物身上滑落下去，“钢铁怪物”似乎毫不在意地向前隆隆怒吼着开进，履带铿锵作响。它们在泥泞的弹坑间如履平地般驶过，压倒了曾阻挡过无数步兵的铁丝网，越过了堑壕，将德军的工事碾压得支离破碎。与此同时，它们用机枪和火炮猛烈射击，像秋风扫落叶一样，打得德军尸横遍野。德军士兵在这突如其来的“钢铁怪物”面前，其抵抗意志顷刻间就彻底崩溃了，他们纷纷扔下枪支，掉头向后四散奔逃。

他们不知道这种令人生畏的新式武器，就是后来称雄战场的“陆战之王”——坦克。

坦克的出现，既是当时突破步兵无法克服的堑壕和铁丝网的需要所牵引，也是当时技术发展所提供的可能性的必然产物。因为自从西线陷入堑壕战僵局后，防御一方，特别是德国人，在作战中广泛运用了机枪、速射炮等大杀伤力武器，并与铁丝网、堑壕等防御手段相结合，使阵地防御战术日趋完善，防御明显强于进攻。进攻方似乎除了依靠强大的炮火外，没有任何突破防线的方法。英国人在对德军的阵地战中，人员伤亡惨重，因此早在上一年，英国人就在处心积虑地想发明一种能突破堑壕体系的攻击型武器，这种武器要既能轻松地突破堑壕和铁丝网，又能挡住密集的机枪子弹，还要有强大的火力。坦克就是在这种情况下应运而生的。

1915年，英国的恩斯特·斯文顿中校和他的同事戴利·琼斯中校向英国陆军部提出了研制坦克这种新式武器的建议，但是遭到了陆军部的拒绝，他们这一设想也是受到了大战初期在法国活动的一支海军装甲车辆特遣队的启发。但就在这个计划面临夭折的时候，当时的英国海军大臣丘吉尔对这个计划表示出浓厚兴趣，并大力支持。1915年2月，富有远见卓识的丘吉尔打破常规，在英国海军部内部秘密成立了“陆地战舰委员会”，在斯文顿和琼斯的具体指导下，负责研制一种装备有武器并具有装甲防护的“陆地战舰”，期望它能打破堑壕战的僵局。

1915年8月，世界上第一辆坦克在英国诞生了，它虽然只是一辆样车，名字叫“小游民”，但它的问世却代表着武器发展史上的一个里程碑。斯文顿中校在看到样车后，觉得它像一个大箱子，就随便给它起名为“水柜”，其英文发音译成中文就是坦克。也许斯文顿起这个名字是出于保密的需要，但从此坦克一词在战争史上不胫而走。

不久，英国就制造出了第一种用于实战的坦克，定型投产后命名为“马克I”型坦克。这种坦克的整个车体轮廓呈菱形，从远处看去，像一个巨大的蝌蚪，圆圆的身体后面还拖着一条长“尾巴”，即两个导向轮。两个大型的履带架装在车体两侧，车体上设有旋转的炮塔，采用外圈式履带，在每个履带架的外侧，装有一个突出的炮座，上面装有火炮和机枪。

马克I型坦克还很不完善，技术装备差，而且非常笨重。其战斗全重为27.4-28.4吨，车体长达8.1米，宽4.1米，高2.5米，每小时速度仅为6公里，最大行程15公里，储油量约为6小时。车内有8个乘员，其中半数为驾驶员，其工作条件极差。车体内没有减震装置，乘员室周围是非悬挂的履带，在行驶中，乘员们要忍受巨大的颠簸。车内噪声极大，根本无法进行正常的对话，乘员之间只能通过敲打发动的机壳和手势来传递信号。车内与外界的联系，则是依靠放信鸽来实现。车内烟雾弥漫，温度高达70摄氏度。到1916年8月，英国共生产出49辆马克Ⅰ型坦克，这还是在海军大臣丘吉尔的支持下非法建造的，坦克内的驾驶人员也大都未经训练。但此时，索姆河战役正在激烈进行，英军前线司令海格在得知这一秘密武器后，不顾许多人的反对，命令它们参加战斗，因为英军的损失已到了不可忍受的地步。

由于坦克的机械性能不佳，参战的49辆坦克在从集结地域出发到达冲击出发阵地的过程中，有17辆由于机械故障在中途抛锚，到达冲击出发阵地的只有32辆；在开始冲击后，又有5辆坦克陷入泥沼之中不能动弹，另外9辆坦克机件损坏不能参战，所以最后实际冲击到达德军前沿阵地的，只有18辆坦克。

英军将仅剩的18辆坦克分为两队，其中以9辆坦克在步兵之前引导冲击，负责扫除德军阵地前的铁丝网等障碍物，突破德军的堑壕线；另外9辆坦克伴随步兵前进，负责以火力压制堑壕内的德军，直接支援步兵作战。

但是，初次参战的18辆坦克就显示了惊人的威力。这一天，英国以21个步兵师的兵力，在坦克的支援下，在10公里宽的正面上分散攻击，5小时内向前推了4公里至5公里，这个战果以往要耗费几千吨炮弹，牺牲几万人才能取得。英军部队未受多大伤亡就占领了德军放弃的掩体，缴获了德军丢弃的机枪和火炮。其中有一辆坦克未放一枪就攻占了一座村庄；另有一辆坦克夺取了一条堑壕，并俘虏了300多名德军士兵。

虽然坦克的参战取得了一定的效果，为英军的进攻增添了声势，但未能帮助英军彻底突破德军的防线，因为在宽大的进攻正面上仅仅使用了18辆坦克，效果太有限了。

经过一天的战斗，英军参战的18辆坦克也已经有10辆损坏，再也无法支援战斗了。

9月25日，英、法军在索姆河以北18公里的正面上再次发动新的总攻，在这次攻击中，英军又使用了13辆坦克助战。但是由于德军统帅部及时总结对坦克作战的经验，并命令前线部队利用一切手段摧毁坦克，粉碎英、法军的进攻，所以当英军坦克再次出现在德军前沿时，德军士兵已不再恐惧了。他们利用机枪和小口径炮以及手榴弹等武器，向英军坦克展开进攻。结果，英军坦克有9辆不是陷在弹坑里，就是被德军击毁，只有4辆坦克与步兵一起，占领了德军第一线掩体，控制了索姆河和昂克尔河之间高地的棱线。

经过整整一个月的激战，英军在横跨索姆河的德军战线上，从佩罗纳到博蒙特一段，打进了纵深为5英里的楔子或称突出部，但仍未达到突破德军防御并转入运动战的预期目的。德军在这一时期则加强了防御体系，兵力不断增加，并采取了一系列强大的反冲击，也阻击了英法军队的进攻。时已近深秋，看来在入冬前完成对德军防线的突破是不可能的。但英、法军的高级将领仍抱一线希望，他们决定再打下去，做最后的尝试。

10月，英、法军集中力量，对有限的目标重点攻击，其结果却是得不偿失的，不但损失巨大，而且几乎毫无战果。到了11月份，英军又投入3辆坦克，在昂克尔河第三次使用坦克。但这时天气恶劣，滂沱大雨不断，被炮火破坏的地面变成一片片沼泽，连生存都困难，进行战斗简直是不可能的，英军的这次攻击仍旧是徒劳，几辆坦克陷在泥里不能自拔，只有以火力支援步兵攻击。

到11月中旬，气候的限制使战斗已无法进行，双方的物资也已近枯竭，无以为继。

据统计，几个月的战斗，英军的损失总数已达到破天荒的42万人，法国达到20余万人，而德军阵亡、负伤、被俘和失踪的总数已达到65万人。当时的德军总参谋长鲁登道夫曾回忆说：“军队已经战斗到停顿不前，现在完全筋疲力尽了。”直到这时，索姆河战役才不得不宣告结束。

索姆河战役持续4个月之久，它连同凡尔登战役，成为1916年西线乃至整个第一次世界大战中规模最大的战役之一，而且这两个战役互相联系，互相牵制。就像凡尔登战役中的德军一样，英、法军作为进攻的一方，没有达到自己的进攻目的。德军以凡尔登战役牵制了英、法军在索姆河战役的力量，而英、法军则以索姆河战役牵制了德军在凡尔登战役中的力量。由于战术的教条和堑壕阵地防线在当时无法克服的缘故，这两个战役最后都成了消耗战，特别是索姆河战役。英军在这次战役中投入了55个师，法军投入32个师，花了巨大代价，才从德军手里夺回180平方公里的土地。

索姆河战役结束后，英国和法国1916年在西线损失达120万人，德国达到80万人。

但索姆河战役显示了协约国在军事和经济方面的优势，从协约国与德国的经济潜力和兵员后备力量的对比来看，协约国的损失显然是值得的。相反，由于英、法军在索姆河战役中牵制了德军力量，使德国发动的凡尔登战役以失败而告终，大大影响了德军的士气，德国损失的大量精锐部队无法补充，这对德军以后的行动产生了巨大影响。