Khi Chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ, Walter Model lãnh chức phó chỉ huy Lữ đoàn 1, Trung đoàn 52 Lục quân chiến đấu dưới chỉ huy của Sư đoàn 5 tại Mặt trận phía Tây. Tháng 5 năm 1915 ông bị trọng thương trong cuộc chạm súng gần Arras và được lãnh huân chương hạng nhất Thập tự sắt. Chỉ huy trưởng của Model rất khâm phục bản lĩnh của ông và đề cử ông về huấn luyện thêm trong bộ tư lệnh quân đội Đức. Vì thế Model chỉ tham chiến trong phần đầu của trận Verdun và không có mặt khi đồng đội ông bị đánh tơi bời trong trận đánh tàn khốc ở Somme.