Lors de la déclaration de la Première Guerre mondiale, Dubreuil-Chambarel reçoit pour affectation le poste de médecin aide-major au sein d'une unité territoriale et sert en tant que major dans les  et régiments d'infanterie. En , toujours dans le contexte du premier conflit mondial, il est promu au grade de médecin chef du dépôt d’éclopés d’Hesdin. Lorsque le centre d'Hesdin ferme ses portes, au mois d', il est affecté à Montdidier, dans la Somme. De à , il participe à plusieurs opérations militaires dans les régions de la Somme et de la Champagne, ainsi que dans l’Aisne et la Meuse, entre et , avec notamment la bataille du Chemin des Dames et la bataille de Verdun. Après avoir été blessé aux environs est de la ville d’Ypres, en date du , il est récompensé de et d'une croix de guerre. Il reçoit ensuite le titre de chevalier de la Légion d‘honneur en date du .