בראשית מלחמת העולם הראשונה פיקד פולר וילסון על חטיבתו במסגרת הדיוויזיה ה-4 של הצבא הבריטי ובשלהי אוגוסט 1914 נטל חלק בקרב לה קאטו. ב-9 בספטמבר 1914 מונה למפקד הדיוויזיה ה-4 לאחר שקודמו נפצע בתאונה, ולחם עימה בקרב איפר הראשון ובהשני. בספטמבר 1915 הועלה פולר וילסון לדרגת לויטננט ג'נרל ומונה למפקד הקורפוס ה-12 של הצבא הבריטי אשר הועבר מהחזית המערבית לחזית המקדונית כדי לתגבר את כוחות מדינות ההסכמה בחזית. במסגרת זו פיקד על הקורפוס בקרב דויראן השני שהסתיים בתבוסה בריטית. בספטמבר 1918 במסגרת מתקפת הווארדאר של כוחות מדינות ההסכמה, פיקד פולר וילסון על הכוחות הבריטיים בגזרה המערבית של אגם דויראן ובמהלך קרב דויראן השלישי ספגו כוחותיו אבדות כבדות ולא עלה בידם לפרוץ את קווי הבולגרים.