W styczniu 1916 został zmobilizowany i przydzielony do piechoty. W bitwie pod Aisne został ranny i zatruł się gazem. Przeżycia wojenne pogłębiły u Petiota problemy psychiczne. Został skierowany do sanatorium, gdzie dopuścił się kradzieży z magazynu wojskowego i w Orleanie odbywał karę więzienia. Mimo zdiagnozowania u niego choroby psychicznej, w 1918 ponownie wrócił na front. Tam prawdopodobnie dokonał samookaleczenia, ale mimo to pozostał w służbie do 1919. Po demobilizacji otrzymał zaświadczenie lekarskie potwierdzające u niego neurastenię i depresję.