Im November 1915 ernannte man Marwitz zum Kommandierenden General des VI. Armee-Korps an der Westfront. Bald wurde er wieder an der Ostfront eingesetzt, wo er mit der nach ihm benannten „Gruppe Marwitz“ der Bugarmee ab Juni 1916 an der Abwehr der russischen Brussilow-Offensive beteiligt war. Am 6. Oktober 1916 wurde er Generaladjutant von Kaiser Wilhelms II. Am 17. Dezember 1916 wurde Marwitz Oberbefehlshaber der 2. Armee an der Westfront, im Frühjahr 1917 folgte er dabei dem taktischen Rückzug auf die vorbereitete neue Siegfriedstellung. Im November 1917 schlug er bei der Schlacht von Cambrai einen britischen Angriff zurück. Ende März 1918 beteiligte sich die 2. Armee im Mittelabschnitt an der deutschen Michael-Offensive. In der zweiten Jahreshälfte erlitten seine Truppen nach dem britischen Angriff am 8. August bei Amiens eine schwere Niederlage und mussten zurückgehen. Von September 1918 bis zum Ende des Krieges kommandierte Marwitz noch die 5. Armee bei Verdun, wo er mit der alliierten Meuse-Argonne-Offensive konfrontiert wurde. Nach dem Ende des Krieges und der Niederlage Deutschlands zog sich Marwitz im Dezember 1918 aus dem öffentlichen Leben zurück.