Nach dem Beginn des Ersten Weltkriegs wurde er Chef des Stabes der 3. Armee an der Südwestfront und Anfang 1915 Generalquartiermeister dieser Front. Im Dezember 1915 wurde er zum Generalmajor befördert. Im September 1916 wurde er zum Befehlshaber des russischen Expeditionskorps an der Salonikifront ernannt, mit dem er gegen die Bulgarische Armee kämpfte. Nach der Februarrevolution 1917 wurde er nach Russland zurückbeordert und übernahm den Posten des Chefs des Stabes der Besonderen Petrograder Armee. Im August 1917 wurde ihm der Posten des Kriegsministers in der Provisorischen Regierung angetragen, den er ablehnte. Im September 1917 wurde er zum Generalquartiermeister im russischen Oberkommando und am 3. November unter Nikolai Duchonin zum Chef des Generalstabs ernannt.