Als Unteroffizier eingesetzt, wurde er bereits im August 1914 erstmals schwer verwundet und im Juni 1915 zum Offizier ernannt. Sein Bruder Alphonse war im Januar 1915 in den Argonnen gefallen. Nach weiteren Verwundungen und einer Tätigkeit als Rekrutenausbilder zog sich Vallat 1916 eine Keratitis zu, die das Augenlicht seines rechten Auges stark einschränkte. Im selben Jahr erreichte er seine Versetzung zum "114e bataillon de chasseurs alpins", das im Bereich der Somme und 1917 am Chemin des Dames kämpfte. Ende März 1918 verlor Vallat in den Kämpfen während der deutschen "Michael"-Offensive sein linkes Bein. Er erreichte den Rang eines Oberleutnants und wurde als Ritter der Ehrenlegion und mit dem Croix de guerre mit Palmenzweig ausgezeichnet. 1921 wurde er ehrenhaft aus der Armee entlassen.