Mit Ausbruch des Ersten Weltkriegs kam er mit seinem Regiment bis Ende September 1915 an der Ostfront zum Einsatz. Hier beteiligte sich Großmann u. a. an den Kämpfen bei Gumbinnen, Tannenberg, der Schlacht an den Masurischen Seen und wurde am 6. November 1914 Adjutant des II. Bataillons. Nach der Verlegung an die Westfront, wo er bis Kriegsende im Einsatz war, wurde Großmann dort am 18. August 1916 zum Oberleutnant befördert und ab Mitte Oktober 1917 als Ordonnanzoffizier beim Regimentsstab verwendet. Zugleich wurde er immer wieder für kurze Zeit als stellvertretender Regimentsadjutant eingesetzt und schließlich am 30. Juni 1918 zum Regimentsadjutant ernannt.