Mit Ausbruch des Ersten Weltkriegs stellte sich Waldorf zur Verfügung und man ernannte ihn zum Kommandeur der hauptsächlich aus Kriegsfreiwilligen neu gebildeten 52. Reserve-Division. Nachdem Anfang Oktober 1914 die Verwendungsbereitschaft hergestellt war, rückte die Division an die Westfront und kam hier erstmals bei der 4. Armee in der Schlacht um Ypern zum Einsatz. Am 20. Oktober gelang die Einnahme von Passendale, aufgrund der Unerfahrenheit der Truppe kam es dabei zu großen Verlusten. Am 24. Dezember 1914 erhielt Waldorf das Patent zu seinem Dienstgrad. Das Jahr 1915 verblieb die Division in Flandern und verlegte dann im September 1916 in die Champagne, wo sie wiederum unter großen Verlusten in der Schlacht an der Somme focht. Nach 14-tägigem Kampf wurde die Division zur Auffrischung aus der Front gezogen und ging anschließend in den Stellungskrieg über. Ende April 1917 folgte der Einsatz an der Aisne und darauf in Flandern. Ende April 1918 beteiligte Waldorf sich mit seiner Division an der Erstürmung und Einnahme des strategisch wichtigen Kemmelbergs. In den folgenden Monaten bis Kriegsende stand sein Verband in permanenten Abwehrkämpfen gegen die Alliierten. An der Lys bei Deinze konnte er dabei im Oktober 1918 den Durchbruch feindlicher Kräfte verhindern, wofür ihm am 1. November 1918 der Orden Pour le Mérite verliehen wurde.