בראשית 1917 הוקמה הדיוויזיה הרכובה האימפריאלית כאיחוד של בריגדות הפרשים הקלים השלישית והרביעית ושל שתי בריגדות רוכבים בריטיות "יומנארי". הדיוויזיה השתתפה לראשונה בפעילות קרבית במהלך קרב עזה הראשון, שהתנהל בחלקה הדרומי של העיר ב-26 במרץ 1917. בצהרי היום, תקפו שתי בריגדות של דיוויזיית הרוכבים של אנזא"ק את עזה מצפון וממזרח. בשעה 18:00 החלה רצועת ההגנה הטורקית סביב עזה להיות מסוכנת. עם זאת, בהחלטה שזרעה ייאוש בקרב רוב חייליהם, החליטו המפקדים הבריטים לבטל את ההתקפה ולסגת ובכך להקנות לטורקים תחושת ניצחון. ניסיון שני לכבוש את עזה בוצע ב-19 באפריל ובאותה עת היו כבר המגינים הטורקים אף יותר נחושים בדעתם והאתגר שעמד בפני הבריטים היה אף יותר קשה. קרב זה היה ידוע בשם קרב עזה השני. דיוויזיית הרוכבים של אנזא"ק לקחה חלק שולי בלבד בקרב וספגה רק 105 אבדות מתוך 5,917. קרב עזה השני היה תבוסה הרת אסון מבחינתם של מדינות ההסכמה.
ביוני 1917 שונה שמה של דיוויזיית הרוכבים האימפריאלית ל"דיוויזיית הרגלים הרכובים האוסטרלית" (Australian Mounted Division). באוגוסט מונה שובל להיות מפקד "הגיס הרכוב המדברי" (Desert Mounted Corps), שכלל שתי דיוויזיות רכובות אוסטרליות, דיוויזיית פרשים בריטית ואת בריגדת הגמלים האימפריאלית. שובל היה לאוסטרלי הראשון שמונה לפקד על גיס וכן לאוסטרלי הראשון שהועלה לדרגת לוטננט גנרל.
לאחר כישלון קרב עזה השני, התחוללו קרב באר שבע וקרב עזה השלישי בין ה-31 באוקטובר לבין ה-7 בנובמבר 1917. יחידות מדיוויזיית הרוכבים של אנזא"ק ומהדיוויזיה האוסטרלית הרכובה לקחו חלק בקרב. הקרב היווה הצלחה מלאה עבור כוחות ההסכמה. קו עזה-באר שבע נתפס במלואו ו-12,000 חיילים טורקים נפלו בשבי. הרגע המכריע של הקרב היה כיבושה של העיר באר שבע ביום הראשון על ידי הפרשים הקלים האוסטרלים. בריגדת הפרשים הקלים הרביעית האוסטרלית, בפיקודו של בריגדיר גנרל ויליאם גרנט, הסתערה לאורך 6.4 ק"מ של החפירות הטורקיות, עברה אותן וכבשה את חומות העיר. במהלך הקרב נהרגו 31 אוסטרלים ו-32 נוספים נפצעו, בנוסף ל-80 סוסים שאבדו. בצד הטורקי נהרגו מעל 500 איש, 1,500 נפלו בשבי והשלל כלל 9 קני ארטילריה, מספר מכונות ירייה וציוד נוסף.
המשך הלחימה.
בשבוע הראשון של נובמבר 1917 העסיקו כוחות מאסף טורקים חזקים את חיל המשלוח המצרי בשטחי השפלה שלמרגלות הרי יהודה. כתוצאה מכך היה מסוגל הצבא הטורקי לבצע את נסיגתו בצורה מסודרת. כוחות המאסף עצמם הצליחו גם הם לסגת בחסות החשיכה בשני הלילות שבין ה-6 בנובמבר וה-8 בנובמבר.
בלילה השני, שרידי היחידות של הארמיות השביעית והשמינית הטורקיות עיכבו גם הן את התקדמותן של יחידות גיס הרוכבים המדברי בפיקודו של שובל, את הדיוויזיה ה-52 (מהקורפוס ה-21 בפיקודו של אדוארד באלפין) בפיקודו של מייג'ור גנרל אדמונד הקוויל-סמית ואת דיוויזיית הפרשים ה-75 בפיקודו של מייג'ור גנרל פיליפ פיילין.
שאר היחידות של חיל המשלוח המצרי סבלו ממחסור באספקה. יחידות אלו היו הדיוויזיה ה-54 שישבה בעזה ובריגדת הפרשים ה-15 בבית חאנון. כמו כן היו במאסף כל הגיס ה-20 בפיקודו של צ'טווד שהעביר את אמצעי התובלה שלו לגיס ה-21. הדיוויזיה ה-53 שלה ופרשי הגיס, יחד עם בריגדת הרובאים הרכובים הניו זילנדית, פעלו בקו החזית ליד דל אל חווילפה, בגבעות יהודה מצפון לבאר שבע. בעוד שדיוויזיית חיל הרגלים ה-60 נחה בהוג', הדיוויזיה העשירית ודיוויזיית חיל הרגלים ה-74 נחו בכרם.
כוחות רכובים מדבריים ושתי דיוויזיות חיל רגלים של הקורפוס ה-20 (בפיקודו של לוטננט גנרל פיליפ צ'טווד), הועסקו בסדרה של היתקלויות בימים שלפני הקרב וביום שלאחריו. היתקלויות אלו החלו ב-10 בנובמבר, כאשר אחת הבריגדות של הדיוויזיה ה-50 ושתי בריגדות של דיוויזיית הרוכבים של אנזא"ק חצו בהצלחה את נחל לכיש והקימו ראש גשר על האגף הימני של הטורקים. שלוש בריגדות של דיוויזיית הרוכבים האוסטרלית הסתערו על האגף השמאלי של כוח המאסף הטורקי ליד צמיל. כוחות הפרשים כבשו את הכפר ב-11 בנובמבר, אך לא היו מסוגלים להתקדם עוד עקב אש ארטילרית טורקית עזה שנמשכה לכל אורך היום. ב-12 בנובמבר, ערך אלנבי הכנות לקרב ביום המחרת. הוא הורה לדיוויזיה ה-52 לתקוף ולהרחיב את עמדותיה לאורך נחל לכיש באגפו הימני של הצבא הטורקי. כשהוא מתוגבר בשתי בריגדות נוספות, הוא הורה לדיוויזיית הרוכבים האוסטרלית להתקדם לכוון תל א-צאפי, שם הם נתקלו במתקפת נגד נחושה של הטורקים. התקפת נגד זו אילצה את הדיוויזיה הרכובה לסגת מהשטח שנכבש באותו יום וקו החזית נכנס לקיפאון ליד צמיל. בבוקר המחרת, לאחר הקרב על גבעות מע'אר, נכבש צומת דרכים ובמהלך הימים הבאים נמצאו כפרים נוספים נטושים. בבוקרו של ה-14 בנובמבר הסתערה בריגדת הרובאים הרכובים הניו זילנדית מול כוח מאסף טורקי נחוש ומחופר היטב בקרב עיון קרא. לחימה עזה מול דיוויזיית חיל הרגלים השלישית הטורקית נמשכה כל אותו אחר הצהריים. אף על פי שהאיום עליהם היה רציני, נחלה בסופו של דבר דיוויזיית הרובאים הרכובה הניו זילנדית ניצחון והצליחה לכבוש את יפו יומיים לאחר מכן.
הקרב על גבעות מע'אר התנהל ב-13 בנובמבר והשתתפו בו הדיוויזיות ה-52 וה-75 במרכז, דיוויזיית הרוכבים האוסטרלית באגף הימני ודיוויזיית הרוכבים של אנזא"ק באגף השמאלי. הקרב התנהל בשני שלבים שבהפוגה שביניהם התקדמה הארטילריה. בעקבות ההסתערות המוצלחת של הפרשים על הרכס, שני כפרים מבוצרים חיוניים נכבשו על ידי יחידות של הדיוויזיה ה-52. ניצחון זה הוביל לכיבושו של צומת הרכבות החיוני בין יפו לבין ירושלים.
הלחימה בסביבת ירושלים.
הקרבות הבאים בהשתתפות הכוחות האוסטרלים היו שני קרבות שהתנהלו בהרי יהודה: הקרב על נבי סמואל שהתנהל בין ה-17 ל-24 בנובמבר וההגנה על ירושלים בין ה-26 לבין ה-30 בדצמבר. זאת במקביל לקרב צליחת מעברות הירקון שהתנהל לאחר כיבוש יפו ב-16 בנובמבר ושיאו היה בצליחה השנייה והמוצלחת של הירקון ב-21-22 בדצמבר 1917. בסדרת קרבות זו השתתפו הגייסות ה-20 וה-21 של האימפריה הבריטית וגיס הרוכבים המדברי שלחמו מול הארמייה השביעית של הצבא העות'מאני בגזרת הרי יהודה ומול הארמייה השמינית בגזרה שמצפון ליפו.
לאחר סדרה של מתקפות נגד בסופו של חודש נובמבר ובתחילתו של חודש דצמבר, פינתה הארמייה השביעית את ירושלים. לקראת סוף נובמבר הצליחו כוחות האימפריה הבריטית לדחוק את רגליים של הטורקים למרחק ניכר הן מיפו והן מירושלים. קו הגנה חזק שנקרא קו שתי העוג'ות, התייצב ונותר עד ספטמבר 1918. הקו השתרע מנקודה צפונית לשפך הירקון ועד לכפר עוג'ה א-תחתא שמצפון ליריחו. השטח שבשליטת הבריטים התרחב עם כיבוש יריחו בפברואר ועם אבטחת השטח שבסמוך לים המלח.
הכוחות הרכובים האוסטרלים לקחו חלק בקרב על גבעות מע'אר ובכיבוש ירושלים. כוחות מהדיוויזיה הרכובה האוסטרלית היו כוחות הפרשים הראשונים שנכנסו לירושלים בדצמבר 1917.
עבר הירדן.
במרץ ובאפריל 1918, לקחו הכוחות הרכובים האוסטרלים והניו זילנדים וכוחות חיל הרגלים הבריטים, חלק בשתי פשיטות ממזרח לנהר הירדן לכיוון עמאן ולסלט. אף על פי שפשיטות אלה לא היו מוצלחות, הן גרמו למפקדים הטורקים להאמין שהמאמץ העיקרי של הבריטים יהיה לאורך נהר הירדן, אף על פי שלמעשה הוא היה במישור החוף.
לפני תחילתם של מבצעים אלה, היה צורך לכבוש את האזור שממזרח לירושלים ואת בקעת הירדן עד ליריחו. ההתקפה על דיוויזיות חיל הרגלים ה-26 וה-53 העות'מאניות בוצעה על ידי הדיוויזיה ה-60 הבריטית ועל ידי הדיוויזיות הרכובות של אנזא"ק ב-19 בפברואר. ביום המחרת נכבשה טאלת א-דום שעל הדרך היורדת מירושלים ובערבו של אותו יום נכבשו ואדי פארה ונבי מוסא. ב-21 בפברואר נכבשה יריחו על ידי שתי דיוויזיות של חיל המשלוח המצרי.
סיום המערכה.
בספטמבר 1918, בשלב האחרון של המערכה על ארץ ישראל, השתתפו שתי דיוויזיות של הכוחות הרכובים האוסטרלים וכן סיירת הרכבים הקלים הראשונה וטייסת 1 של "כוחות התעופה האוסטרלים" (Australian Flying Corps- AFC), בקרב מגידו, שהתנהל ב-28 בספטמבר והיווה ניצחון בריטי מכריע, שבו נשבו 70,000 חיילים טורקים. גיס הרוכבים המדברי תקף לאורכה של רמת הגולן וב-29 בספטמבר הוא ניתק את המבואות הצפוניים והצפון-מערביים של דמשק. ב-30 בספטמבר פגעו הפרשים הקלים האוסטרלים באופן קשה בראש הטור שמנה 20,000 חיילים טורקים וגרמנים כאשר הם ניסו לסגת מערב דרך ערוץ נהר ברדה. הכוחות האוסטרלים היו הראשונים להיכנס לדמשק, שנפלה ב-1 באוקטובר. לאחר התקדמות של 300 ק"מ נוספים נכבשה חלב ב-25 באוקטובר. ממשלת טורקיה חתמה על שביתת נשק ב-28 באוקטובר 1918 ובמסגרת הפסקת האש של מודרוס שנחתמה ב-30 באוקטובר, הסתיים מצב הלוחמה בין האימפריה העות'מאנית לבין מדינות ההסכמה.
בעקבות חתימת שביתת הנשק, התכנסה הדיוויזיה הרכובה האוסטרלית למחנה בטריפולי שבלבנון והדיוויזיה הרכובה של אנזא"ק, שנשאה בנטל הלחימה בכל ימי המערכה, סבלה קשות ממלריה ומשפעת בשהותה בבקעת הירדן. תפקידם של החיילים האוסטרלים במערכה על סיני וארץ ישראל זכה מאוחר יותר להכרה בחשיבותו מפיו של הפילדמרשל אדמונד אלנבי, שהיה המפקד העליון של כוחות ההסכמה במזרח התיכון.
החזית המערבית.