Chambe est désigné au début de l'été 1916 pour partir pour la Roumanie afin d’y mettre au point l’aviation de chasse roumaine encore inexistante. Il arrive à Bucarest le après trois semaines de voyage, juste avant la déclaration de guerre par la Roumanie. Sa mission, avec tant d'autres Français, est un prélude à l'arrivée de la Mission Militaire Française en Roumanie dirigée par le général Berthelot. À l'automne, avec l'arrivée officielle de la Mission, il prend le commandement de la première escadrille de chasse franco-roumaine, l'escadrille N1 (3 pilotes français, 3 pilotes roumains, 1 pilote anglais, 2 pilotes russes), équipée d'avions français Nieuport. Il prend part à toutes les opérations de guerre de la Roumanie. Il connaît ainsi les premiers succès en Bulgarie, et Transylvanie, puis la perte de Bucarest, les revers d’Olténie, la retraite dans les boues de Valachie, l’arrivée de la neige, l'hiver rude de 1916-1917. Chambe est nommé capitaine (à titre temporaire) le , afin de lui donner plus de poids vis-à-vis des officiers roumains. L’escadrille N1 n’a pas cessé de combattre. Elle abat de nombreux avions allemands ou autrichiens. L’été revenu, la Roumanie tente de reprendre l’offensive.