В середине апреля 1915 г. Одессу посетил император Николай Второй. Он приветствовал военный парад на Куликовом поле, посетил кафедральный Собор, военный госпиталь и местный «Красный крест», дал «высочайший завтрак» для городской знати. Почти через год — 10 мая 1916 г. император снова посетил Одессу, уже с женой, наследником и четырьмя дочерями. Он снова принял военный парад, посетил офицерский госпиталь на Куяльнике, принял участие в насаждении деревьев на новом Николаевском бульваре.
В 1914–1917 гг. коренное население Одессы составляло уже 505–520 тысяч человек. Перепись декабря 1915 г. показала, что вместо ожидаемых 648 тысяч одесситов (такое количество фиксировалось на 1913 г.) в городе наличествует 505 тысяч. Уменьшение жителей было связано с высылкой из города немцев, австрийцев и турок, с мобилизацией в армию (до 80 тысяч одесситов) и рабочими переселениями. В то же время в Одессу в 1915–1916 гг. устремились беженцы из польских и прибалтийских губерний, из Галиции, Заподной Волыни, Заподной Белоруссии — до 20 тысяч человек. В Одессе были организованны военные лагеря для пленных солдат австро — венгерской армии (преимущественно чехов, словаков, галичан, хорватов), количество которых доходило до 5 тысяч человек. В 1916 г. в Одессе была сформирована Сербская добровольческая дивизия из пленных и беженцев сербской национальности.
В Одессе находился и самый крупный (в украинских землях) военный (военно-учебный) гарнизон от 70 до 100 тысяч человек. Одесса прочно удерживала первенство, как самого крупного города на украинских землях и третьего во всей империи (реальное население Одессы достигало 630 тысяч человек).
С началом мировой войны стала расти инфляция, падение жизненного уровня населения, усилился дефицит на ряд товаров первой необходимости (соль, сахар, спички). С 1914 г. в Одессе (как и во всей Российской империи) был установлен «сухой закон», а с 1916 г. продажа сахара производилась только по карточкам.
В 1914 г. цены подскочили на 10–15 %, а в 1915 г. — еще на 30–35 %. Цены на мясо подскочили на 50 %, на лекарства — на 100 %. На зарплату рабочего и мелкого служащего в 40–45 руб. в 1915 г. уже невозможно было прокормить семью. Только в 1916 г. было принято решение повысить зарплату служащим до 75 руб.
В 1915 г. в Одессе наблюдалась вспышка сыпного тифа. С осени 1916 г. город, вечерами, погружался во мрак и холод, так как с перебоями работали электростанция и котельные. Когда же электричество появлялось, оно подавалось только до 11 вечера. В начале 1916 г. до одесситов дошла страшная весть — в столице умер кумир Одессы начала XX века — Сергей Уточкин.
В то же время в Одессе с успехом проходили курортные сезоны лета 1915 и лета 1916 гг. Наплыв отдыхающих возрос в связи с тем, что война сделала невозможным отдых на европейских курортах. В это время российская публика открывает для себя целебные грязи Куяльницкого лимана, в эти годы, впервые, поступила для лечения отдыхающих и в продажу минеральная вода «Куяльник». На курорте «Куяльник» был организован большой оздоровительный комплекс для раненных на фронтах офицеров.
В производстве не военной продукции, на заводах Одессы, с 1915 г. наметился спад производства более чем на 40 %, что привело к закрытию ряда предприятий. С ноября 1916 г. кризис обуславливает сокращение промышленного производства более чем на 50 %, что приводит к закрытию ряда одесских предприятий и сокращению производства на большинстве предприятий. В 1915 г. имперское правительство выделило 5,5 мил. Рублей в виде займа на поддержание жизнеобеспечения Одессы.
После того, как Турция вступила в войну против России (16 октября 1914 г.) и закрыла проливы для российских судов, Одесский порт бездействует, замирает морская торговля, сокращается производство, что базировалось на переработке импортного сырья.
Ухудшение жизненного уровня, поражения на фронтах и наметившаяся нестабильность в обществе, начиная с лета 1915 г., приводит к возрождению забастовочного движение одесских рабочих, что замерло в 1914 г. В авангарде этого движения стояли рабочие Одесского порта и судоремонтного завода РОПИТ. С 1915 г. правительство и предприниматели были вынуждены пойти на удовлетворение ряда требований рабочих по повышению зарплаты, которую съела инфляция, по социальному страхованию рабочих. Но забастовки не прекратились, если в 1915 г. в Одессе фиксируется 12 забастовок, то в 1916 г. — уже 26. 1 мая 1916 г. в Одессе проходила Первомайская демонстрация трудящихся. С 1916 года забастовки в Одессе все более приобретают политический характер. В начале 1917 г. произошла забастовка студентов Новороссийского университета.