С вступлением Болгарии в Первую мировую войну Кантарджиев назначен начальником тыловой службы 3-й армии. В августе 1916 года назначен командующим дивизией на румынском фронте. Особо отличился в битве при Добриче и при форсировании Дуная. После капитуляции Румынии, дивизия Катанрджиева перебрасывается на Салоникский фронт, где и закончил войну.