Im Ersten Weltkrieg nahm er an der erfolglosen Offensive in Lothringen zu Kriegsbeginn 1914 als Kommandant des XX. Korps in der 2. Armee Noël de Castelnaus teil. Im Verlauf der Marneschlacht befehligte er die 9. Armee und wurde im Oktober während des Wettlaufs zum Meer zum Stellvertreter des Oberkommandierenden Joseph Joffre an der Nordfront ernannt, wo er die Zusammenarbeit mit den verbündeten Briten koordinierte. Die neugebildete befehligte er bis zum Dezember 1916. Durch die blutigen Misserfolge der Schlachten im Artois 1915 und an der Somme 1916 fiel Foch beim französischen Oberkommando in Ungnade. Allerdings wurde er 1917 rehabilitiert und folgte Philippe Pétain als Generalstabschef nach, als dieser Robert Nivelle als Oberkommandierenden ablöste. Im Herbst 1917 wurde Foch nach Italien entsandt, nachdem die italienische Front in der Schlacht von Karfreit zusammengebrochen war. Er wurde zum ständigen militärischen Vertreter Frankreichs im Alliierten Obersten Kriegsrat ernannt.