Nachdem Japan am 23. August 1914 dem Deutschen Kaiserreich den Krieg erklärt hatte, wurde die Botschaft in Tokio geschlossen. Falkenhausen wurde daraufhin von seinem Posten abberufen und kehrte nach Deutschland zurück. Hier wurde er kurzzeitig im Stab der 89. Reserve-Infanterie-Brigade verwendet, ehe er am 26. November 1914 als Generalstabsoffizier zur 31. Infanterie-Division unter Generalleutnant Albert von Berrer versetzt wurde. Zunächst kämpfte er an der Somme, kam dann im Januar 1915 mit seinem Großverband nach Ostpreußen und nahm hier im Februar an der Winterschlacht in Masuren teil. Nachdem Falkenhausen am 22. März 1915 Major geworden war, erfolgte seine Verwendung an der Ostfront bei den Schlachten am Njemen und bei Wilna. Am 14. November 1915 kehrte er mit der Versetzung als Generalstabsoffizier der 5. Armee an die Westfront zurück. Hier koordinierte er den Nachschub für den Angriff auf Verdun.