Il 24 maggio 'Italia scese ufficialmente in guerra contro l'Austria-Ungheria e molti sanremesi dovettero partire per il fronte. Nel corso del conflitto la città attraversò un periodo di stasi economica dovuta soprattutto al consistente calo della clientela turistica, mentre gli abitanti seguivano con un certo distacco le vicende belliche a causa della grande lontananza della zona di operazioni. Durante il periodo bellico, inoltre, molti alberghi cittadini vennero requisiti per essere trasformati in ospedali destinati ad accogliere i feriti e i mutilati provenienti dal fronte.
Tra i vari istituti ospedalieri cittadini attivi nel corso della guerra si distinsero l'Ospedale della Croce Rossa, il Deposito di Convalescenza, e, in particolare, l'Ospedale Territoriale West-End, dove, tra il 1° aprile 1916 e il 1° aprile 1918, furono curati complessivamente 3559 degenti. Il numero dei feriti e degli sfollati aumentò tuttavia considerevolmente dopo la rotta di Caporetto dell'ottobre 1917, quando furono dirottati in Riviera moltissimi profughi in cerca di una sistemazione lontana dalla linea del fuoco diventata ormai troppo pericolosa e in attesa di poter fare ritorno alle proprie case, che avevano dovuto abbandonare a causa degli eventi bellici. Per fornire un'adeguata ospitalità a questi profughi, l'Amministrazione Comunale allestì allora, con il patrocinio della Società Nazionale Dante Alighieri, del profugo, ubicata in un edificio situato in zona Arenella, che venne realizzata grazie anche a sovvenzioni governative e private. Questa casa venne adibita a centro di raccolta dei numerosi profughi provenienti dal Veneto e dal Trentino, ai quali furono forniti vitto e alloggio in attesa di una sistemazione migliore. Molti di questi sfollati si sarebbero quindi inseriti nell'ambiente socio-economico locale stabilendosi in seguito stabilmente in Riviera, mentre altri avrebbero fatto ritorno nelle loro terre d'origine al termine del conflitto.
Particolarmente alto fu anche il contributo di vite umane pagate dalla comunità sanremese alla causa della vittoria finale. I caduti sanremesi nella prima guerra mondiale ammontarono infatti complessivamente a 308, di cui molti vennero anche decorati con onorificenze militari per il loro eroismo. Tra i vari soldati, sottufficiali e ufficiali sanremesi morti sul fronte e decorati al valore si possono ricordare il capitano Guglielmo Gregori, caduto sul Monte Piana il 15 luglio 1915 e insignito di medaglia d'argento al valor militare; il maggiore Ettore Calvini, caduto presso il Bosco Cappuccio sul San Michele il 18 luglio 1915 e insignito di medaglia d'argento; il sottotenente Salvatore Fossati, caduto a Santa Lucia il 22 agosto 1915 e decorato con medaglia d'argento; il capitano Stefano De Andreis, caduto a quota 118 del Monte Sei Busi il 25 agosto 1915 e insignito della medaglia d'argento al valor militare; il sottotenente Cesare Mombello, figlio dell'ex sindaco Augusto, caduto a Podgora sul Carso l'11 novembre 1915 e decorato con medaglia d'argento; il sottotenente medico Emilio Garaccioni, caduto eroicamente il 2 febbraio 1916 mentre prestava le cure ai soldati feriti sotto il fuoco nemico, e insignito della medaglia d'argento al valor militare; il sottotenente Enrico Natta Soleri, figlio dell'ex sindaco Alfredo, caduto sul Carso il 10 ottobre 1916 e decorato con medaglia d'argento; il sottotenente Edoardo Butta, caduto a Castagnevizza il 14 maggio 1916 e insignito di medaglia d'argento; il soldato Giorgio Novella, caduto a Dosso Fàiti il 4 giugno 1917 e decorato con medaglia d'argento al valor militare; il tenente Vittorio Cesare Vivaldi, caduto a Korite sul Carso il 7 ottobre 1917 e insignito di medaglia di bronzo al valor militare; il sergente Giovanni Allegranza, caduto a Fagarè di Piave il 16 novembre 1917 e decorato con medaglia d'argento; il colonnello Carlo Bosio, comandante del 14° Reggimento dei Bersaglieri, caduto a Monte Sisemol il 27 novembre 1917 e decorato con due medaglie di bronzo e una d'argento al valor militare; il tenente d'artiglieria e osservatore d'aeroplano Vittorio Emanuele Carli, volontario di guerra, caduto a Castelgomberto il 23 agosto 1918 durante un volo di guerra e insignito di medaglia d'argento; il sottotenente Carlo Parodi, caduto a Casa Bidoggia, nei pressi del Piave, il 27 ottobre 1918 e decorato con medaglia d'argento; e infine il sottotenente Francesco Bianchi, caduto a Monte Valderoa sul Grappa il 30 ottobre 1918 e insignito di medaglia d'argento al valor militare. Tutti i caduti sanremesi sarebbero stati quindi sepolti nell'Ossario dei Caduti presso il cimitero monumentale della Foce.
Il 3 novembre 1918 venne firmato l'armistizio di Villa Giusti tra i plenipotenziari italiani e quelli austro-ungarici, che pose fine alle ostilità sul fronte italiano ed entrò in vigore il giorno successivo. L'annuncio dell'armistizio venne accolto in tutta Italia con grande giubilo popolare e anche a Sanremo si tennero numerosi festeggiamenti per celebrare la vittoria dell'Italia sull'Austria-Ungheria.
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