Mit Ausbruch des Ersten Weltkriegs wurde Frommel reaktiviert und zum Höheren Kavallerie-Kommandeur Nr. 3 ernannt. In dieser Funktion unterstanden ihm die preußische 7., sächsische 8. sowie die bayerische Kavallerie-Division, die er bei der 6. Armee zunächst während der Schlacht in Lothringen und vor Nancy-Épinal befehligte. Im September 1914 verlegte Frommel an die Ostfront und nahm hier in der Folgezeit an den Kämpfen an den Masurischen Seen, um Warschau, um Łódź sowie an der Rawka-Bzura teil. Am 23. Juni 1916 erhielt Frommel das Patent zu seinem Dienstgrad. Sein Kavallerie-Kommando wurde im November desselben Jahres umformiert und führte ab 26. November 1916 die Bezeichnung Generalkommando z. b. V. 57. Nach dem Waffenstillstand an der Ostfront beteiligten sich seine Truppen bis Ende März 1918 an der Okkupation großrussischen Gebietes. Dann kehrte Frommel an die Westfront zurück und nahm hier bis zum 6. April 1918 an den Stellungskämpfen in der Champagne teil. Wegen einer Lungenentzündung wurde er abgelöst und verbrachte die kommenden Wochen im Lazarett. Daraufhin wurde am 16. Mai 1918 seine Mobilmachungsbestimmung aufgehoben. Seine Leistungen wurde nachmalig am 15. Juli 1918 durch die Verleihung des Roten Adlerordens I. Klasse mit Schwertern gewürdigt.