Nach dem italienischen Kriegseintritt am 23. Mai 1915 wurde Oberst Graziani mit der Aufstellung des 15. Bersaglieri-Regiments beauftragt. Ende Juni 1915 erfolgte seine Ernennung zum Generalstabschef des V. Korps und seine Abstellung an die Front auf der Hochfläche von Folgaria und Lavarone. Kurze Zeit danach wurde er zum Brigadegeneral befördert. Bereits im Juli übernahm er den Posten des Generalstabschefs der von General Roberto Brusati geführten 1. italienischen Armee. Für seine aktive Teilnahme an den italienischen Angriffsversuchen auf der Hochfläche von Folgaria im Oktober 1915, bei denen er auch eine leichte Verletzung durch ein Schrapnell davontrug, wurde er mit einer silbernen Tapferkeitsmedaille ausgezeichnet. Ende März 1916 wurde er von Cadorna als Generalstabschef der 1. italienischen Armee von General Albricci abgelöst und mit dem Kommando der Infanterie-Brigade Ionio betraut, die in der Valsugana Position bezog. Während der österreichisch-ungarischen Südtiroloffensive war er mit seiner Brigade in erfolgreiche Abwehrkämpfe in der Valsugana verwickelt, wofür der mittlerweile zum Generalmajor aufgestiegene Graziani mit einer weiteren silbernen Tapferkeitsmedaille und dem Ritterkreuz des Militärordens von Savoyen ausgezeichnet wurde.