עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה היה פטן מפקד הבריגדה ה-4 בדרגת קולונל, ושקל פרישה, שכן דעותיו יוצאות הדופן הביאו לעיכוב בקריירה הצבאית שלו. ב-30 באוגוסט 1914 הוא קודם לתפקיד מפקד הדיוויזיה ה-6, והשתתף עימה בקרב הראשון על המארן. לאחר מכן עלה לדרגת בריגדיר, וב-20 באוקטובר 1914 מונה למפקד הקורפוס ה-33 ופיקד עליו במסגרת מתקפת ארטואה ב-9 במאי 1915, שנועדה לפרוץ את הקו הגרמני במערב במקביל לקרב איפר השני. באופן כללי הייתה מתקפת ארטואה כישלון, אך הוא לא יוחס לחלקו של פטן במתקפה.
ב-21 ביוני 1915 מונה פטן למפקד הארמייה השנייה, ופיקד עליה במהלך קרב שמפאן השני.
ב-26 בפברואר 1916 מונה פטן למפקד חזית ורדן, שבה התחולל הקרב האכזרי ביותר במלחמת העולם הראשונה. הייתה זו נחישותו של פטן בהגנה אשר התבטאה בסיסמה המפורסמת שיש שמייחסים אותה אליו: "Ils ne passeront pas!" – "הם לא יעברו!", כמו גם השימוש המושכל שעשה בארטילריה במסגרת קרב ההגנה, אשר הקנו לו את שמו ואת תהילתו.
ב-30 באפריל 1916 מונה פטן למפקד קבוצת הארמיות המרכזית, ובמקומו מונה רובר ניוול למפקד הארמייה השנייה.
באביב 1917 מונה פטן למפקד הצבא הצרפתי, לאחר כישלונה של "מתקפת ניוול" אותה ניהל מפקד הצבא הצרפתי רובר ניוול. לניוול יצאו מוניטין של מפקד שאינו חס על חיי אדם, והמתקפה הכושלת שהנהיג באפריל 1917 הביאה את הצבא הצרפתי לסף מרד, וחלקים מן הצבא - אף מעבר לאותו סף, כפי שאירע בעת המרידות בצבא הצרפתי (1917). ניוול, שקודם על פניו של פטן לאחר פרישתו של ז'וזף ז'ופר בקיץ הקודם, הוחלף עתה בפטן הזהיר וההגנתי. היה זה פטן שהצליח לדכא את רוחות המרי שנשבו בצבא הצרפתי הלכוד במלחמת חפירות קטלנית ללא כל תקווה לסיומה, ולהרגיע את הרוחות.
עם זאת, לא היה פטן האיש שינהיג את הצבא אל ניצחונו. לשם כך נדרשו כישוריו של פרדיננד פוש (כמו גם הרטוריקה שלו). פוש סיים את המלחמה כמפקד הצבא הצרפתי, וכגנרליסימו של כל כוחות מדינות ההסכמה. אך לצדו היה פטן שזכה, כמה ימים לאחר סיום המלחמה, בתואר "מרשל של צרפת". היה זה שיא הישגיו.
בין המלחמות, ועד כניעת צרפת.
בין שתי מלחמות העולם.
לאחר מלחמת העולם הראשונה נחשב פטן לגיבור לאומי. בשנת 1925 הוביל את הצבאות הצרפתיים ב"מלחמת הריף" בה סייעו לכוחות ספרד לדכא מרידות של שבטים מקומיים במרוקו. הוא פרש משירות פעיל בצבא בגיל 75, בשנת 1931.
פטן הביע עניין בתפקיד שר החינוך, בו קיווה לחנך ל"ערכים מוסריים צרפתיים", אך ב-1934 מונה לשר ההגנה בממשלתו של אריסטיד בריאן, ובשנה שלאחר מכן למזכיר המדינה. במרץ 1939 נשלח לספרד שהייתה לאחר ניצחון כוחותיו של פרנסיסקו פרנקו במלחמת האזרחים, כשגריר צרפת.
בשנים שבין המלחמות היה פטן ממנהיגי המחשבה הצבאית של צרפת. היה זה אמנם שר המלחמה אנדרה מאז'ינו אשר הורה על יצירת קו מאז'ינו, אך התפיסה ההגנתית הנייחת, שעליה התבסס הקו, הייתה כולה מבית מדרשו של פטן. פטן היה בין האחראים הראשיים לקיפאון שבו לקתה המחשבה הצבאית הצרפתית. כשהשמיע שארל דה גול דעה שונה ויוצאת דופן, כפי שכתב בספר "לקראת צבא מקצועי", בו העלה את הרעיון בדבר הקמת צבא המבוסס על עוצבות שריון ניידות, במקום הצבא ההגנתי הנשען על מכשול קווי נייח, פרץ ריב ביניהם, ופטן עיכב את הקריירה של דה גול, באותו אופן בו עוכבה הקריירה של פטן, כאשר הטיף לאסטרטגיה הגנתית אל מול תפיסת ה"אלאן" השולטת.
הפתרון ההגנתי אל מול האיום הגרמני, היה יצירתו של קו ביצורים מסיבי (קו מאז'ינו), שלא היה רציף עד הים, אלא עצר בגבול עם בלגיה. "הזנחה" זו של הגבול עם בלגיה באה משתי סיבות - שמירת הסיכוי לצירוף בלגיה למלחמה לצד צרפת - אם תיסגר צרפת מאחורי ביצוריה אף בגבול הבלגי, המשמעות לגבי הבלגים תהיה ברורה. והסיבה השנייה - התפיסה, לה אחראי פטן במידה רבה, לפיה "יער הארדנים אינו עביר לשריון". (ועם זאת היה היער, פעמיים בתוך חמש שנים, במה לשתי מערכות שריון מן הגדולות אי פעם, ב-1940 וב-1944). וינסטון צ'רצ'יל מציין בזיכרונותיו כי כאשר פגש את הרמטכ"ל הצרפתי מוריס גמלאן במהלך המלחמה, כאשר הסתבר כי הקו נפרץ, שאל אותו - "היכן העתודות הניידות". תשובתו הייתה - "Aucune" (כלומר, "אין"). את האחריות לכישלון ההגנה הקווית ולהיעדרם של כוחות ניידים שיגנו על הקו ויסתמו את הפרצות בו אין להטיל על גמלאן, כי אם על אסכולה שלמה של חשיבה צבאית צרפתית בין המלחמות, שבראשה עמד פטן.
לאחר מותם של פוש וז'ופר, היה פטן לסמלו החי של הניצחון הצרפתי במלחמת העולם הראשונה. מילתו בנושאים צבאיים הייתה החוק, ולא היו עליה עוררין. בגל הערצת הגיבורים ששטף את צרפת לאחר המלחמה, הועלה פטן לדרגת סמל לאומי. אך הוא שאף ליותר מכך. על אף גילו המתקדם, סבר פטן כי היום בו ינהיג את צרפת עוד יגיע.
בין פרוץ המלחמה למינויו כראש ממשלה.
עם פרוץ מלחמת העולם השנייה היה פטן שגריר צרפת במדריד. הוא נקרא על ידי ראש הממשלה אדואר דאלאדיה לשמש ב"ממשלת אחדות לאומית" כנציג הימין השמרני (עמו כבר היה מזוהה פוליטית), וזאת חמישה ימים לאחר פרוץ המלחמה, ב-5 בספטמבר 1939, אך סירב, בטענה כי המצב דורש את המשך שהותו במדריד. הייתה זו טענה מוזרה: המלחמה הייתה אז בת פחות משבוע, וברור כי פטן היה מביא תועלת רבה יותר לצדו של דאלאדיה מאשר כשגריר בספרד. נראה היה כי פטן המתין בצד לקריסת הממשלה, על מנת לקחת לידיו את המושכות.
ממשלת צרפת הייתה בשנה הראשונה למלחמה שדה למאבק בין ה"תקיפים" ובראשם פול ריינו, אשר מונה לראש הממשלה וז'ורז' מנדל שר הפנים היהודי של ריינו, ובין ה"תבוסתנים" כפייר לאוואל, אשר האמינו, כי אין להמשיך במלחמה ויש לשתף פעולה עם אדולף היטלר. השגרירות במדריד ממנה השקיף פטן על הנעשה הייתה המקום שריכז במידה רבה את פעילותם של "התבוסתנים", ולפי שמועות ששררו אז, אף עמדה במגעים עם ממשלתו של היטלר. פטן ידע כי בבוא היום ייקרא לקדמת הבמה, ואז יוכל להכתיב את דעותיו ולקחת את ההנהגה לידיו.
עם פלישת הגרמנים לצרפת, ב-10 במאי 1940, התקרב יומו של פטן. עוד ב-9 במאי קרא לאוואל בנאום בפרלמנט להקמת ממשלה חלופית בראשותו של פטן. לאחר שהסתבר, כי הצבא הצרפתי עומד בפני תבוסה נחרצת, וכי הוא אינו מהווה כל איום על הפולש הנאצי הממוכן המשתמש בטקטיקת מלחמת בזק, החליט ריינו, ראש הממשלה, להחליף את מפקד הצבא, הגנרל גמלאן, במקסים וייגאן, וכן לקרוא לצדו את פטן. ב-18 במאי 1940 הגיע פטן ברכבת ממדריד וקיבל את המינוי כסגן ראש הממשלה. הייתה זו טעות פטאלית מצדו של ריינו, אשר הביא עתה לממשלתו שניים שנחשבו מגדולי התבוסתנים, פטן ווייגאן.
ככל שהתבררו ממדי התבוסה הצרפתית, היו ה"תבוסתנים" בממשלה ליותר קולניים וליותר תקיפים. פטן חיווה את הדעה כי הסכנה העומדת בפני צרפת אינה התבוסה, אותה יש לראות כעובדה קיימת, אלא החשש מעליית גורמים חברתיים רדיקליים, נוסח הקומונה הפריסאית, לאחר התבוסה.
ב-16 ביוני 1940 נשבר פול ריינו. הממשלה ישבה אז בבורדו, לאחר שהנאצים כבר נכנסו לפריז. היה ברור כי על צרפת לנקוט באחת משתי דרכים. המשך המלחמה - אם מן המושבות, כפי שהציע מנדל, ואם באמצעות איחוד עם בריטניה כפי שהציע צ'רצ'יל, או כניעה. לרשות צרפת עמדו צי, שהיה עדיין שלם ובעל כוח משמעותי, מושבות, שיצרו טריטוריה שהשתרעה על פני חלקים ניכרים באפריקה, באסיה ובמזרח התיכון, ובריטניה הגדולה וצבאה אשר נמלט מהשמדה במבצע דינמו, הוא הפינוי מדנקרק. אנשים כמנדל סברו כי יש להקים ממשלה צרפתית בגולה ולהמשיך להילחם. פטן סבר, כי יש לקבל תנאי כניעה טובים ככל האפשר. על הכף עמדה גם ההתחייבות הצרפתית שלא להיכנע בנפרד. ריינו נקרע בין שני כוחות אלו, עד שתש כוחו. בליל השישה עשר ביוני הודיע לנשיא צרפת אלבר לברן על התפטרותו. לברן לא היסס, ועוד באותו הלילה קרא לפטן והורה לו להרכיב ממשלה. היה זה צעד שעליו יתחרט לברן עד סוף ימיו, והוא עתיד היה להמיט חרפה הן על פטן והן על צרפת.
צרפת של וישי.
ביום שלאחר מינויו לראש ממשלת צרפת פנה פטן דרך השגריר הספרדי אל היטלר וביקש את תנאי הכניעה. היטלר שיחק עמו עוד כמה ימים בטענה כי עליו להיוועץ בבניטו מוסוליני, אשר משראה את תבוסת הצבא הצרפתי מיהר אף הוא ופלש לצרפת מגבולה הדרום-מזרחי. ב-22 ביוני 1940 חתמו הצרפתים על מסמך הכניעה שנוסח על ידי הגרמנים. המסמך הכריז על 60% משטחה של צרפת כשטח כבוש (צפון צרפת והחוף האטלנטי שהיה דרוש לגרמנים על מנת להמשיך את המלחמה כנגד אנגליה). ב-40% הנותרים שלטה ממשלתו של פטן. הסכם הכניעה נחתם ביער קומפיין באותו קרון רכבת בו חתמו ראשי הצבא הגרמני על כניעתם במלחמת העולם הראשונה. הייתה זו נקמה של הגרמנים בצרפתים.
הקמת הרפובליקה של וישי הייתה פרי אחדות אינטרסים בין היטלר ובין התבוסתנים הצרפתים. היטלר, שיכול לשלוט בכל צרפת, הותיר שתי חמישיות ממנה בשלטון וישי כצעד, שהיה בו כדי למנוע את הקמת הממשלה הצרפתית הלוחמת במושבות בצפון אפריקה או במזרח התיכון, לזרוע פירוד בין הצרפתים ובין עצמם, ולהסתייע בשיתוף הפעולה מצד המנהיגים הצרפתים פטן ולאוואל.