עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה פיקד פוש על הקורפוס ה-20 שהיה חלק מהארמייה השנייה בקרבות נגד הצבא הגרמני בלורן. לאחר מכן פיקד על הארמייה התשיעית בקרב הראשון על המארן. בשנת 1915 מונה למפקד קבוצת הארמיות הצפונית איתה השתתף בקרב על הנהר סום. בשנת 1917 מונה פרדיננד פוש לתפקיד ראש המטה הכללי של הצבא הצרפתי. ב-26 במרץ 1918 מונה לתפקיד המפקד העליון של כוחות בעלות הברית באירופה. באוגוסט 1918 הוענקה לו דרגת מרשל של צרפת. בשיתוף עם הפילדמרשל הבריטי דאגלס הייג תכנן פוש את המתקפה הגדולה של בעלות הברית על גרמניה, אשר החלה ב-26 בספטמבר 1918 והביאה להתמוטטות האימפריה הגרמנית ולסיום מלחמת העולם הראשונה.