В 1915–1916 годах Киев стал наиболее крупным госпитальным центром Юго-Западного фронта. Здесь сосредоточилось 103 лечебных заведения. За период с 20 января по 20 февраля 1915 года были приняты 1800 раненых и больных российских воинов.

К 1917 году на службе Красного Креста состояло около 3,5 тысячи врачей и 20 тысяч сестер милосердия. Среди них были и царские сестры и дочери. Мария Федоровна регулярно посещала госпитали и лазареты, всегда находя теплые слова для раненых солдат. Особое внимание уделяла слепым и калекам. В своем дневнике в это время она записала горестные слова: «Яне могу себе представить, как в такой холодный день могут чувствовать себя солдаты в окопах, и вообще все бедные люди, которые не имеют теплого жилья». При ее содействии организуются специальные курсы и школы, где инвалиды после окончания лечения могли овладевать каким-либо ремеслом. Особенно часто Мария Федоровна посещала Главный госпиталь Киева, попечительскую работу по которому вела ее дочь Ольга Александровна. Многие раненые солдаты не верили, что чуткая и сердечная сестра милосердия была царской дочерью.

В. Ф. Джунковский рассказывал в своих воспоминаниях:

Великая княгиня Ольга Александровна присутствовала при операциях и перевязках и не гнушалась выполнять в госпитале самую тяжелую и грязную работу. «Совсем времени нет выходить на воздух, — писала она из госпиталя своей племяннице великой княжне Марии Николаевне — дочери Николая II, — вчера 8 часов перевязывала, а третьего дня — 10 1/2 часов работали и только наскоро проглатывали свою еду в неурочные часы. Я люблю, когда много-много работы». «Ольга так занята, что я ее даже мало вижу, — сообщала Мария Федоровна Николаю II 16 июля 1916 года, — у нее 400 раненых солдат и около 28 офицеров».

В распоряжении императрицы Марии Федоровны по Красному Кресту находились два гофмаршала: обер-гофмейстер Г. Д. Шервашидзе и гофмейстер С. А. Долгоруков. Административной работой занимался принц А. П. Ольденбургский. Он же заботился о снабжении госпиталей инструментами и аппаратурой. Великий князь Александр Михайлович также занимался устройством больных и раненых солдат.

Под персональным покровительством императрицы в 1916 году состояло 134 благотворительных общества и заведения по всей России. Дочери Марии Федоровны постоянно помогали матери в ее работе. В архивах сохранились письма-обращения к императрице с просьбами о помощи. Так, Ксения Александровна писала матери 12 ноября 1916 года: «Дорогая Мама, посылаю тебе прошение на мое имя — мадам Кобако… Ее муж бывший земский чиновник… У них 7 человек детей, и у одного чахотка! У них нет никаких средств. Она умоляет принять двух дочерей в Институт. Твоя Ксения».

Вдовствующая императрица поддерживала Датский Красный Крест и его деятельность в России. В годы войны многие датские офицеры, врачи, медсестры и другие лица работали в России в качестве добровольцев. Особое Отделение «Б» при Датском Красном Кресте (ДКК) решало целый комплекс вопросов, в частности инспекцию лагерей военнопленных на всей территории Российской империи, оказывало посредничество в доставке корреспонденции, раздаче продуктов питания и лекарств. Один из руководителей ДКК в Петрограде подполковник В. О. И. Филипсен часто навещал Марию Федоровну в Киеве с прошениями о поддержке. В свою очередь ДКК активно занимался судьбой русских военнопленных, переправленных из Германии в Данию. При его штаб-квартире в 1916 году была создана специальная комиссия под председательством брата Марии Федоровны принца Вальдемара. Вдовствующая императрица оказывала всяческое содействие ДКК и активно занималась судьбой военнопленных, уроженцев Шлезвига, находившихся на территории России. «Имею честь покорно поблагодарить Ваше Величество за 800 рублей и 8 посылок, отправленных при Вашем содействии датским гражданам, уроженцам Южной Ютландии. Послания будут переданы им при первой возможности», — писал Марии Федоровне из Петрограда датский посланник Харальд Скавениус.

Датчане со своей стороны также оказывали различную благотворительную помощь русским солдатам. Так, в марте 1915 года российскую столицу посетила датская миссионерская делегация во главе с доктором Томсеном, который привез из Дании подарки, собранные датчанами для русских солдат, находившихся в госпиталях. «Успехи доблестного русского оружия, — заявил Томсен, — рождают неподдельный восторг во всех кругах датского общества». Значительная партия табачных изделий была поставлена в Россию датскими табачными фабрикантами. О радушии и доброжелательном отношении датчан к русским военнопленным, прибывавшим из Германии, постоянно сообщали российские дипломаты.

Занятая делами Красного Креста и благотворительной деятельностью, Мария Федоровна не утрачивает интереса к политическому и военному руководству страной и даже пытается активно влиять на него. По свидетельству ее зятя, великого князя Александра Михайловича, она «продолжала оставаться в курсе всего, что происходило в Петербурге».

В начале второго года войны военное положение России стало почти катастрофическим. Русская армия потеряла свыше четырех миллионов убитыми и ранеными и более полутора миллионов пленными. В этих условиях Николай II принял решение стать во главе армии. У него было хорошее военное образование, он проходил службу во всех родах войск, участвовал в военных маневрах. Николай II обладал необходимыми военачальнику качествами — хладнокровием, способностью быстро и трезво оценивать обстановку. Недаром 19 декабря 1915 года ему было присвоено звание фельдмаршала английской армии. Звание, которого не было даже у английского короля. Присвоением этого звания союзники выражали признание решающей роли русской армии в борьбе с общим врагом.

Во время конфликта, возникшего между царем и министрами в 1915 году, когда после падения Варшавы Николай решил стать во главе армии, Мария Федоровна в саду Елагинского дворца в Петрограде около двух часов уговаривала его отказаться от своего решения. Как вспоминала фрейлина ее величества А. А. Вырубова, «государь передавал, что разговор с матерью был еще тяжелее, чем с министрами, и что они расстались, не поняв друг друга».