Am 2. März 1915 gab Oldershausen das Kommando ab und wurde zum Chef des Generalstabes des VIII. Reserve-Korps unter dem Kommandierenden General Friedrich Fleck ernannt. In dieser Position konnte er sich während der Winterschlacht in der Champagne erstmals bewähren und den Großangriff französischer Truppen abschlagen. Ende Mai 1915 erhielt Oldershausen den Rang als Brigadekommandeur. Auch in der Herbstschlacht in der Champagne konnte das Korps seine Stellungen behaupten. Oldershausen trat dann am 3. Juli 1916 als Chef des Generalstabes zur 3. Armee unter Generaloberst Karl von Einem über. Hier hatte er dann ab Mitte April 1917 maßgeblichen Anteil an den Abwehrerfolgen während der Schlacht an der Aisne. Wilhelm II. verlieh ihm daraufhin am 20. Mai 1917 die höchste preußische Tapferkeitsauszeichnung, den Orden Pour le Mérite. Am 30. November 1917 wurde Oldershausen mit Patent vom 6. November 1917 zum Generalmajor befördert.