בשנת 1911 הועברה הארמייה השלישית לצפון-מזרח אנטוליה והמטה שלה נקבע בארזינג'אן. עם כניסת האימפריה העות'מאנית למלחמת העולם הראשונה המפקדה שלה עברה לארזורום. במהלך המלחמה נאבקה הארמייה נגד הארמייה הקווקזית של הצבא הרוסי, נגד יחידות מתנדבים ארמנים שלחמו לצד הרוסים, ומאחורי קווי החזית דיכאה את תנועת ההתנגדות הארמנית. בתקופה זו ניהלה קרבות חשובים בסריקמיש, בקופרוקוי ובארזורום (1916).