Frank a servit în Armata Imperială Germană în timpul Primului Război Mondial. El a fost mobilizat pentru serviciul militar în august 1915 și, după o perioadă de instrucție desfășurată la Mainz, a fost repartizat într-o unitate de artilerie de pe Frontul de Vest, în care mai mulți militari erau de profesie matematicieni și topografi. El a fost atașat infanteriei ca telemetrist în Bătălia de pe Somme din 1916 și în 1917 a fost promovat pe câmpul de luptă la gradul de locotenent și apoi a luptat în Bătălia de la Cambrai.