Als Leutnant im Hallenser Füsilier-Regiment 36 rückte Koch mit der 1. Armee ins Feld und machte den Vormarsch durch Belgien und Frankreich mit. Sein Regiment gehörte zum IV. Armeekorps, das erst am 22. August 1914 bei Mons auf französische und am 25./26. August 1914 bei Solenes auf britische Truppen stieß. Vom 28. bis 30. August 1914 kämpfte das Regiment an der Somme in der Gegend von Péronne; am 3. September 1914 wurde Lizy-sur-Ourcq erreicht. In der Ersten Marneschlacht rückte das IV. AK südwärts über den Aubetin hinaus, als es am 6. September 1914 zurückgerufen wurde, um am Ourcq dem IV. RAK zu helfen. Dort erhielt Koch Granatsplitter in die Hüfte und den Oberschenkel. Schwer verwundet ins Feldlazarett Le Plessis Placy eingeliefert, kam er am 9. September 1914 in französische Kriegsgefangenschaft. Er wurde zunächst nach Lizy-sur-Ourcq verlegt, blieb aber eine Woche ohne Verpflegung und ärztliche Versorgung. Der weitere Weg führte nach Paris, Vitré (Ille-et-Vilaine) in der Bretagne und im Februar nach Fougères. Im April 1915 wurde er in das Offizierlager Châteauneuf bei Saint-Malo eingewiesen. Mit sieben anderen Corpsstudenten gründete er dort einen Alte-Herren-Senioren-Convent. Im Dezember 1916 wurde er in das Offizierlager Servière-Corrèze verlegt. Dieses brannte im Februar 1917 ab, so dass er nach Auch in den Pyrenäen gelangte. Schließlich wurde er als Kriegsgefangener ausgetauscht und in der Schweiz untergebracht. Er blieb dort bis zum 12. August 1919. Nachträglich erhielt er das Eiserne Kreuz 1. Klasse.