Falkenhayn var under första världskriget – till skillnad från Paul von Hindenburg – övertygad om att kriget skulle vinnas på västfronten. Trots detta sände han trupp till östfronten hösten 1914. Under 1915 inriktade han krigföringen på att reda upp situationen i öster och besegra Serbien. Under 1916 satsade Falkenhayn på att besegra Frankrike genom att anfalla en punkt som fransmännen skulle försvara till sista man. Denna punkt identifierade han helt riktigt som den gamla fästningsstaden Verdun. Falkenhayn var otydlig med slagets syfte inför sina armébefälhavare och slaget vid Verdun 1916 blev en blodig batalj för både Frankrike och Tyskland utan att något avgörande nåtts. När dessutom Brusilovoffensiven i juni 1916 krävde tyska förstärkningar till östfronten – som Hindenburg och Ludendorff länge krävt – var kejsarens tålamod slut. Falkenhayn avsattes 29 augusti 1916 som generalstabschef av Kaiser Wilhelm II och ersattes av von Hindenburg.