Im Ersten Weltkrieg schon am dritten Mobilmachungstag zum Deutschen Heer einberufen, kam er über Bonn und Lüttich an die Westfront. In der Kriegslazarettabteilung des Gardekorps wurde er in der Schlacht an der Sambre (1914) eingesetzt. Anders als die späteren Lazarette im Stellungskrieg wurde die Abteilung Wesselys im Operationsgebiet an der Front verwendet. In kleinen Einzelgruppen musste sie die Ärzte in den Feldlazaretten unterstützen. Ein weiteres Einsatzgebiet war die Schlacht an der Aisne (1914). Später wurde das Kriegslazarett nach Cambrai und Kortrijk verlegt. Als der Einsatz von Giftgas immer mehr augenärztliche Hilfe verlangte, wurde Wessely noch zur Einrichtung einer Augenstation in ein anderes Lazarett abkommandiert. Als Stabsarzt der Reserve experimentierte er während des Krieges nebenbei am Kaiser-Wilhelm-Institut für physikalische Chemie und Elektrochemie über Medikamente zum Augenschutz bei Gaseinsatz. Nach einem Jahr wurde er wieder für die Leitung der Würzburger Augenklinik freigestellt. Dort leitete er als Stabsarzt das Reservelazarett bis zur Demobilisierung. Über seine militärärztlichen Erfahrungen berichtete er in Publikationen.