В составе 5-го гвардейского полка фон Больтенштерн встретил начало Первой мировой войны, в составе участвовал в боях на территории нейтральной Бельгии под Намюром. Вместе с полком участвовал в боях на Восточном фронте, в том числе в Мазурском сражении. После Лодзинской операции назначен командиром 262-й резервной пехотной роты, штаб которой располагался в военной школе Дёбериц. Эта рота подчинялась и до конца ноября 1916 года находилась на Восточном фронте.