Mit Beginn des Ersten Weltkriegs wurde das von ihm befehligte Korps als Teil der 1. Armee an der Westfront u. a. während der Schlacht an der Marne eingesetzt. Über mehrere Jahre war das IV. Armee-Korps an den verlustreichen Stellungskämpfen beteiligt. Für Kampfhandlungen bei Arras, der Lorettoschlacht, bei La Bassée und an der Schlacht an der Somme erhielt er mit Befürwortung General Fritz von Belows am 10. August 1916 den Orden Pour le Mérite verliehen. Am 1. März 1917 wurde Sixt von Armin der Oberbefehlshaber der sich in Flandern befindenden 4. Armee. Im Laufe dieses Jahres hatte die 4. Armee drei schwere Abwehrschlachten, wie die sogenannte Dritte Flandernschlacht, gegen übermächtige britische Truppen zu bestehen. Sixt von Armin, der hier den Ehrennamen "Löwe von Flandern" bekam, erhielt für seine Leistungen den Schwarzen Adlerorden und auf Antrag Hindenburgs das Eichenlaub zum Pour le Mérite.