Tras el estallido de la Gran Guerra, Thommée se incorporó al 276º Regimiento de Infantería y sirvió con distinción como comandante de una compañía y luego de un batallón. En 1916 fue ascendido al rango de teniente coronel y se convirtió en asistente del estado mayor del 48º cuerpo de ejército en la zona del frente rumano. Después de la Revolución Rusa de 1917, abandonó el ejército y el 25 de septiembre de 1918 se incorporó al ejército polaco en la zona de Kuban. Allí, el 9 de noviembre se convirtió en el jefe de facto del estado mayor de la 4ª División de Fusileros Polacos de Lucjan Żeligowski, formalmente parte del Ejército Azul Polaco aliado a Francia, Reino Unido, Estados Unidos. y la Rusia Imperial. Después de que la división regresara a Polonia y fuera reformada en la 10ª División de Infantería, Thommée sirvió como jefe de su estado mayor durante las primeras etapas de la Guerra Polaco-Soviética hasta agosto de 1919. El 22 de agosto de ese año se convirtió en el jefe del Tercer Departamento del Estado Mayor (Inteligencia Ofensiva "B"), controlando la red de inteligencia en la parte europea de Rusia, en el Frente Noroeste, en el Frente Masoviano y luego en el Primer Ejército Polaco bajo el mando del general Franciszek Latinik.