Als dann der Erste Weltkrieg ausbrach, wurde Waldersee zu seiner großen Enttäuschung als Stabschef in der 8. Armee in den Osten versetzt. Nach dem Krieg äußerte er, dass sein Fachwissen, als jemand, der die Aufmarschpläne im Westen mitentwickelt habe, dort gefehlt habe. Vermutlich war Waldersee aber auch wesentlich an Moltkes Entscheidung beteiligt, den Osten von Anfang an zu verteidigen, was im ursprünglichen Schlieffen-Plan eigentlich nicht vorgesehen war. Nach der verlorenen Schlacht bei Gumbinnen wurde Waldersee bereits am 22. August 1914 zusammen mit seinem Chef Maximilian von Prittwitz und Gaffron entlassen. Später wurde er Gouverneur von Sewastopol und beendete den Krieg als Generalleutnant.