Lawrence työskenteli tiedusteluosastossa joulukuusta 1914 marraskuuhun 1916. Siihen kuului sodan aikana hänen, Leonard Woolleyn ja S. F. Newcomben lisäksi joukko brittiläisiä Lähi-idän asiantuntijoita, kuten Ronald Storrs, Gilbert Clayton, Aubrey Herbert, George Lloyd, D. G. Hogarth ja Gertrude Bell. Lawrence työskenteli karttojen parissa, seurasi turkkilaisten yksiköiden liikkeitä, analysoi tiedustelutietoja ja laati esikunnalle raportteja, kuulusteli sotavankeja ja toimi osastojen välisenä yhteysupseerina. Lisäksi hän osallistui upseereille tarkoitetun Turkin armeijaa käsittelevän virallisen käsikirjan laatimiseen. 1915 Lawrence kuului tiedusteluyhteisön osaan, joka lobbasi Britannian sodanjohtoa suuntaamaan Osmanien valtakuntaa vastaan tehtävän maihinnousun Gallipolin sijasta Aleksandrettaan (nykyinen İskenderun). Ranska kuitenkin vastusti maihinnousua Alexandrettaan, joka sijaitsi lähellä sen Syyriasta itselleen vaatimia alueita. Seikka herätti Lawrencessa jatkossa epäluuloa ranskalaisten Lähi-idän toimia kohtaan.