Il primo anno di guerra impose una grave perdita sulla sua cerchia famigliare più stretta: cinque dei sei figli maschi facevano parte dell'esercito russo e, nell'ottobre 1914, Oleg Konstantinovič, il quarto e più brillante dei figli, venne ferito a morte in una battaglia contro i tedeschi. Nel marzo seguente il loro genero, il principe Bagration Muhransky, venne ucciso sul fronte del Caucaso. Questi avvenimenti compromisero irrimediabilmente l'umore e la salute del Granduca ed il 15 giugno 1915 egli morì; la morte lo risparmiò dall'assistere alle tremende sofferenze che si abbatterono sulla sua famiglia durante la seguente rivoluzione.