Pentru meritele sale militare, Gronau va primi la 16 iunie 1913, la Berlin, titlul nobiliar «von Gronau». La izbucnirea primului război mondial, va fi readus din rezervă, fiind numit comandantul Corpului de Rezervă nr.4, cu care ia parte la Prima bătălie de pe Marna. În septembrie 1915 devine comandantul suprem al Corpului de Rezervă XLI, fiind trimis pe Frontul de răsărit. Din 5 august 1916 până la 31 decembrie 1917 este comandantul suprem al corpului de armată G (care îi poartă numele) iar în februarie 1919 va trece în rezervă. Hans von Gronau se căsătorește la data de 23 februarie 1890 in Granow cu Luise Gerischer, cu care va avea trei fii, fiul cel mai mare Wolfgang von Gronau, va deveni un pionier ca pilot în aviație.