Logo após a eclosão da Primeira Guerra Mundial, Petre foi nomeado comandante da Meia Esquadrilha da Mesopotâmia, a primeira unidade do recém-formado "Australian Flying Corps" a ver o serviço activo. Ele liderou a Meia Esquadrilha pelas Batalhas de Es Sinn e Ctesiphon, e também no Cerco de Kut. Pelas suas acções no Médio Oriente foi condecorado com a Ordem de Serviços Distintos, a Cruz Militar e quatro menções em despachos. Transferindo-se para a Real Força Aérea (RAF) como major em 1918, ele comandou o Esquadrão N.º 75 da RAF antes de se aposentar das forças armadas no ano seguinte.