עם פרוץ המלחמה כיהן סראי כמפקד הקורפוס ה-6 שהיה חלק מהארמייה השלישית. ב-2 בספטמבר 1914 מונה למפקד הארמייה השלישית והשתתף עימה בקרב הראשון על המארן, תוך שכוחותיו בולמים את התקפות הגרמנים. סראי הרבה למתוח ביקורת גלויה כנגד הרמטכ"ל הצרפתי ז'וזף ז'ופר והדבר היה לצנינים בעיני ראשי המטה הכללי הצרפתי. ב-22 ביולי 1915 הדיח ז'ופר את סראי מכל תפקידיו, אך בשל קשריו הפוליטיים אולץ הרמטכ"ל הצרפתי להחזירו לשירות פעיל. בשלהי 1915 מונה סראי לפקד על כוחות מדינות ההסכמה בחזית המקדונית והצליח תוך זמן קצר לבלום את התקדמות צבא ממלכת בולגריה לכיוון העיר סלוניקי. בנובמבר 1916 הצליחו כוחותיו לכבוש מחדש את העיר ביטולה לאחר קרב קשה בו נתגלו כשלים פיקודיים ותקשורתיים בהפעלת כוחות מדינות ההסכמה. בנוסף במהלך הקרבות פעל סראי להדחתו של קונסטנטינוס הראשון, מלך יוון בניגוד לעמדה הרשמית של ממשלתו, לא זו אף זו, לסראי הייתה מערכת יחסים עכורה מול סגל הפיקוד הבריטי בכלל והגנרל ג'ורג' מילן בפרט ולדבר נודעה השלכה על תפקוד הכוחות בחזית. ב-14 בדצמבר 1917 הודח סראי מתפקידו על ידי ראש הממשלה ז'ורז' קלמנסו ובמקומו מונה הגנרל אדולף גיומא.