Bei Ausbruch des Ersten Weltkriegs war er Leutnant und Zugführer der 3. Kompanie seines Regiments. Mit seiner Einheit beteiligte er sich am Einmarsch in das neutrale Belgien, kämpfte bei Namur, dann bei St. Quentin und anschließend an der Marne. Im Oktober wurde Stutterheim Führer der 5. Kompanie, die er bis zu einer schweren Verwundung am 31. Dezember 1914 befehligte. Nach seiner Gesundung kehrte er mit dem Eisernen Kreuz I. Klasse ausgezeichnet im Februar 1915 als Adjutant des Füsilier-Bataillons zu seinem Regiment zurück, das zu diesem Zeitpunkt an der Ostfront lag. Im Mai 1915 wurde er in den Kämpfen bei Tuchla östlich des San erneut verwundet. Nach kurzzeitigem Lazarettaufenthalt fungierte Stutterheim ab 22. Juni 1915 für einen Monat als Führer der 4. Kompanie, ehe er im Nahkampf ein weiteres Mal verwundet wurde. Anfang August war er wieder bei seiner Truppe, bis ihn eine schwere Verwundung nahe Brest-Litowsk die kommenden sechs Monate außer Gefecht setzte.