У 1910 році — капітан у 33-й артилерійській бригаді. На фронт першої світової війни вийшов командиром батареї. У 1916 році — полковник. Нагороджений Георгіївською зброєю — за артилерійську підготовку під час Брусиловського наступу. 20 червня 1917 полковник Кирей, командувач 6-ї польової важкої артилерійської бригади, отримав звання генерал-майора за відзнаку у справах проти ворога і затверджений на займаній посаді. 7 липня 1917 року призначений в. о. інспектора артилерії 41-го армійського корпусу і за артилерійську підготовку під час липневого наступу 31 липня 1917 року нагороджений орденом Святого Георгія. 9 вересня 1917 року призначений командувачем 23-го армійського корпусу. Восени 1917 року Кирей брав активну участь в українізації корпусу, зголосився на службу до українського війська.