עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה מונה פון גרונאו למפקד קורפוס המילואים ה-4 שהיה חלק מהארמייה הראשונה, לחם בחזית המערבית, ונטל חלק בקרבות מונס, לה קאטו, ובקרב על המארן. ב-11 בספטמבר 1915 מונה פון גרונאו למפקד קורפוס המילואים ה-41, במקום גנרל ארנולד פון וינקלר שהחליפו בפיקוד על קורפוס המילואים ה-4. פון גרונאו שירת עם הקורפוס בפיקודו בחזית המזרחית תחת פיקוד ארמיית הבוג, וב-20 בספטמבר 1915 הפך הקורפוס שבפיקודו לפלגת הארמייה גרונאו. ב-27 במרץ 1918 פורקה פלגת הארמייה שבפיקודו, והוא המשיך לפקד על קורפוס המילואים ה-41 עד סוף המלחמה, ובפברואר 1919 פרש לביתו.