בפרוץ מלחמת העולם הראשונה היה פון פלטנברג מפקד קורפוס המשמר שהיה חלק מהארמייה השנייה ולחם בחזית המערבית, ונטל חלק במערכה על הגבולות לרבות קרב שרלרואה, ולאחר מכן השתתף בקרב על המארן. לאחר מכן השתתף בקרב איפר הראשון, כחלק מ"פלגת הארמייה פון פבק". במאי 1915 הועבר פון פלטנברג עם הקורפוס שבפיקודו לחזית המזרחית, ולחם תחת פיקוד הארמייה ה-11 במתקפת גורליצה-טרנוב. ב-14 במאי 1915 קיבל פון פלטנברג את העיטור פור לה מריט על הצלחתו בקרבות. ב-24 בינואר 1917 אולץ פון פלטנברג לפרוש מתפקידו, עקב כישלונותיו בחזית המערבית.