Ved utbruddet av den første verdenskrig i 1914, sluttet Casey seg til 1. australske imperiestyrke som løytnant. Han tjenestegjorde ved Gallipoli, men førte aldri selv soldater i felt. Hans overordnede, generalmajor William Bridges, ble skutt av en skarpskytter mens Casey sto ved siden av ham. Bridges døde tre dager senere av de omfattende skadene.