Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, Gallwitz đã giữ nhiều chức vụ chỉ huy cao cấp trên các mặt trận Đông Âu và Tây Âu, tham gia nhiều trận đánh, chiến dịch lớn như Serbia (1915), Verdun, Somme (1916) và Meuse-Argonne (1918). Do có bản lĩnh chỉ huy tốt, Gallwitz được tặng thưởng Huân chương Quân công cao quý của Phổ năm 1915.. Cuối cuộc chiến, Gallwitz làm Tư lệnh Cụm Tập đoàn quân Gallwitz đánh nhau với quân đồng minh Mỹ-Pháp tại Saint-Mihiel và Meuse-Argonne; mặc dù gây cho đối phương nhiều khó khăn, tổn thất, Cụm Tập đoàn quân Gallwitz đã bị đánh bật khỏi Pháp vào tháng 11 năm 1918. Sau khi chiến tranh chấm dứt, ông tham gia chính trị với cương vị là đại biểu Quốc hội của Đảng Dân tộc Nhân dân Đức.