Entre et , von Falkenhausen commande la défense côtière allemande dans le secteur de Hambourg. Le , il est nommé à la tête de la . Il organise le repli des troupes allemandes sur la ligne Hindenburg au cours du printemps 1917 pour raccourcir la ligne de front et libérer des réserves lors de l'opération Albrecht. En , il supporte avec son armée les assauts des troupes britanniques et canadiennes lors de la bataille d'Arras et de la crête de Vimy et ne peut empêcher la prise de la crête et le dégagement de la ville. Erich Ludendorff lui reproche de ne pas avoir correctement pratiqué la technique de défense en profondeur pour bloquer les attaques alliées et le limoge de son commandement. Le , à la suite du décès de Moritz von Bissing, von Falkenhausen devient gouverneur général du Gouvernement général impérial allemand de Belgique jusqu'à la fin du conflit. Au cours de son commandement 170 civils belges ont été exécutés.