Gorbatov nhập ngũ và phục vụ trong Quân đội Đế quốc Nga trong suốt Thế chiến thứ nhất, chiến đấu trong nhiều trận chiến ở Mặt trận phía Đông, bao gồm các trận Tannenburg, Galicia, Przemyśl, Chiến dịch tấn công Gorlice–Tarnów, cả hai trận đánh ở hồ Masuria, Cuộc tổng tấn công của Brusilov và Cuộc tổng tấn công của Kerensky. Vì thành tích chiến đấu dũng cảm, ông được thăng cấp bậc hạ sĩ quan cao cấp ("Старший унтер-офицер"), được trao tặng 2 Thập tự Thánh Georgy (bậc III và IV), 2 Huân chương Thánh Georgy (bậc III và IV) với dòng chữ "Vì lòng dũng cảm" ("За храбрость").