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Als Grabenkrieg bezeichnet man eine Art des Stellungskrieges, bei der zwei sich gegenüber liegende Frontbefestigungen jeweils aus einem System von Schützen- und Laufgräben bestehen. Ursachen dieser Frontverfestigungen waren in entgegengesetzter Stoßrichtung aufeinander treffende, annähernd gleich starke gegnerische Truppen, die gleichermaßen über eine technisch fortgeschrittene Artillerie mit wirkungsvollen Granaten und hoher Geschützreichweite sowie über die seit dem Ersten Weltkrieg immer wichtiger werdenden Maschinengewehre verfügten. Dabei blieb jedoch die Mobilität gerade auch der neuen schweren Waffen in dem meist unwegsamen Gelände gering, zumal die für den Vorspann benötigten Zugtiere der gesteigerten Waffenwirkung ebenso ausgesetzt waren wie die Menschen.
Zu größeren Grabenkämpfen kam es erstmals 1854 im Krimkrieg, wo die Anwendung dieses Verteidigungskonzepts vom russischen Ingenieuroffizier Franz Totleben ausging.
In der Zeit danach wurde insbesondere im Amerikanischen Bürgerkrieg (1861–1865) und im Russisch-Japanischen Krieg (1904–1905) auch in Gräben gekämpft.
Diese Art der Kriegsführung erreichte ihren blutigen Höhepunkt in den Grabenkämpfen des Ersten Weltkriegs. Allein in der Schlacht um Verdun wurden von Februar bis Dezember 1916 über 700.000 Soldaten getötet oder verletzt. Die Kämpfe konnten den Frontverlauf nicht wesentlich ändern. Auch bei der Schlacht von Gallipoli kam es nach der amphibischen Landung zu einem Erstarren der Fronten und zu Grabenkämpfen. Um die damit verbundenen hohen Verluste zu vermeiden, wurde in der Zwischenkriegszeit in Europa und den USA die Taktik der beweglichen Gefechtsführung mit Panzerfahrzeugen entwickelt und mit Beginn des Zweiten Weltkriegs in den großen Panzerschlachten angewendet.
Noch im Zweiten Weltkrieg war die Masse der Infanterie nicht motorisiert. Die Gefechte fanden oft noch um und mit Feldstellungen statt. Das Ende dieser Art von Gefechtsführung kam durch die schnellen Panzervorstöße im Bewegungskrieg, die zum Ziel hatten, durch Lücken und Schwachstellen in der Verteidigung tief in den feindlichen Gefechtsraum vorzudringen und dort Einheiten der feindlichen Infanterie einzukesseln und vom Nachschub und von der übrigen Truppe abzuschneiden.
Noch im Iran-Irak-Krieg (1980–1988) kam es zu verlustreichen Grabenkämpfen in offenen Feldstellungen, da das schwierige Kampfgelände und der geringe Mechanisierungsgrad einem Bewegungskrieg entgegenstanden.
Der Begriff Grabenkrieg wird oft auch metaphorisch gebraucht, um Gesprächssituationen zu bezeichnen, in denen sich streitende Parteien in wenig abgewandelten Formen gegenseitig wieder und wieder die gleichen Vorhaltungen machen, ohne sich mit dem ihnen Vorgehaltenen näher zu befassen und darauf einzugehen, was zu keinem Gesprächsfortschritt und zu keiner Einigung führt.