Allo scoppio delle ostilità fu nominato, con sua grande delusione, Capo di stato maggiore dell'8. Armee operante sul fronte orientale al comando del generale Maximilian von Prittwitz. Dopo la sconfitta di Gumbinnen avvenuta il 20 agosto 1914, sia lui che von Prittwitz furono sollevati dal comando e messi a riposo il giorno dopo, sostituiti il giorno 22 rispettivamente da Erich Ludendorff e Paul von Hindenburg. Durante il corso della guerra ricoprì l'incarico di governatore militare di Sebastopoli, e terminò la guerra con il grado di tenente generale. In una sua dichiarazione rilasciata dopo la fine della prima guerra mondiale ammise, critocandole aspramente, che le decisioni prese da von Moltke di apportate vaste modifiche al Piano Schlieffen e di difendere la Prussia Orientale dall'invasione contribuì grandemente al fallimento del piano stesso, il quale originariamente non prevedeva alcuna difesa ad oriente finché la Francia non fosse stata definitivamente sconfitta.