第一次世界大战期间，奥托·弗兰克在德意志帝国军队服役。1915年8月，他在美因茨一个补给站接受训练后，在西线战场的一个炮兵部队服兵役，该部队中的大多数士兵是数学家和测量师。1916年，作为测距员在索姆河战役中配属于步兵，1917年在前线被提升为中尉，随後参加康布雷战役。