Op het ogenblik dat de oorlog uitbrak in augustus 1914 had Gillain het commando over het 4e Regiment Lansiers. Op 12 augustus, tijdens de Slag der Zilveren Helmen in Halen werd het regiment van Gillain opgesteld aan boerderij "IJzerwinning" die het centrale punt van de verdediging werd. De Belgische cavalerie behaalde er een overwinning op de Duitsers. Vanaf oktober 1914 had hij het commando van de 1e Cavaleriebrigade die deelnam aan de Slag om de IJzer. Gillain werd in 1915 bevorderd tot generaal-majoor en in 1917 tot luitenant-generaal. Hij kreeg hierbij het commando over de 5e legerdivisie.