Im Jahr 1915 meldete sich Sartorio als Kriegsfreiwilliger, wurde fast sofort bei den Isonzoschlachten verwundet und gefangen genommen und in das Kriegsgefangenenlager in Reiferdorf bei Mauthausen gebracht. Auf Vermittlung von Papst Benedikt XV. kam er 1917 frei, kehrte als Kriegsmaler zurück an die Front und wurde 1918 erneut verwundet. Unter Verwendung von Fotografien schuf er in dieser Zeit zahlreiche Schlachtenszenen.