Im Oktober 1914 übernahm Lütgendorf das Kommando über die 31. Infanterietruppendivision, an Stelle von Joseph August von Österreich an der Russischen Front und war unter Eduard von Böhm-Ermolli beteiligt an der Schlacht in den Karpaten sowie an der Schlacht von Gorlice-Tarnów. Im Mai 1916 leitete er das XXI. Korps beim erfolglosen Angriff an der italienischen Front in Tirol.