Zu Beginn des Ersten Weltkriegs war von der Goltz Oberst und Kommandeur des Infanterie-Regiments „Hamburg“ (2. Hanseatisches) Nr. 76, mit dem er an der Westfront in den Krieg zog. Nach seiner Genesung von einer in der Schlacht an der Marne erlittenen Verwundung wurde er im weiteren Kriegsverlauf mit der Führung verschiedener Brigaden, wie z. B. ab dem 18. November 1914 der 34. Infanterie-Brigade (Großherzoglich Mecklenburgische), an der West- und Ostfront beauftragt. Seit 1916 Generalmajor, übernahm er im Juni 1917 die 37. Division. Am 25. Februar 1918 wurde er zum Kommandeur der 12. Landwehr-Division ernannt, die ab 20. März zur Ostsee-Division umgebildet wurde. Mit dem Verband kämpfte Goltz zusammen mit den von Carl Gustaf Emil Mannerheim befehligten Truppen erfolgreich gegen die aufständischen Roten Garden im finnischen Bürgerkrieg. Nachdem er bereits beide Klassen des Eisernen Kreuzes erhalten hatte, wurde ihm hierfür am 15. Mai 1918 der Orden Pour le Mérite verliehen. Als "Deutscher General in Finnland" arbeitete er danach bis Dezember 1918 am organisatorischen Aufbau der finnischen Armee mit. In Würdigung seiner Verdienste erhielt von der Goltz am 8. Juli 1918 den Finnischen Orden des Freiheitskreuzes I. Klasse mit Edelsteinen und Schwertern.