Auf einer 1914 begonnenen Weltreise wurde er in Hongkong vom Ausbruch des Ersten Weltkriegs überrascht und nach Tsingtau einberufen. Dort nahm er als Leutnant der Reserve im III. Seebataillon an der Verteidigung von Tsingtau teil. Nach Eroberung der Stadt im November 1914 wurde Merck von japanischen Truppen gefangen genommen und nach Japan gebracht. Aus der Kriegsgefangenschaft wurde er erst im Dezember 1919 freigelassen. Er kehrte nach Deutschland zurück und wurde zunächst wissenschaftlicher Leiter in der Firma Merck. Ab 1932 hatte Merck den Vorsitz der Geschäftsleitung der Firma Merck inne. Im Frühjahr 1933 wurde er Mitglied der NSDAP.