Pendant la Première Guerre mondiale, la ligne se trouve à proximité des zones de combat dans sa section nord. L'exploitation civile cesse entre Compiègne et Pierrefonds, et un unique aller-retour omnibus n'est maintenu qu'entre Pierrefonds et La Ferté-Milon. En préparation à l'offensive du général Nivelle, un raccordement entre les lignes de Villers-Cotterets et Soissons est construit près de Rethondes, et des positions d'artillerie lourde sur voie ferrée sont aménagées dans les environs de la ligne. Sur un tel "épi", dans la voiture-restaurant CIWL 2419-D, aura lieu la signature de l'armistice le . Le lieu est désormais connu comme la clairière de l'Armistice, et la voiture y est exposée, bénéficiant depuis 1927 d'un pavillon commémoratif. C'est dans la même voiture que l'armistice du 22 juin 1940 est préparé la veille en présence d'Adolf Hitler et des plus hauts dignitaires nazis ; l'armistice est signé le 22, en l'absence de Hitler, par les généraux allemand Keitel et français Huntziger. La voiture est ensuite envoyée en Allemagne, où se perdent ses traces. Toutefois, après la chute du mur de Berlin, des restes du wagon brûlé par les SS en ont été restitués au musée de l'Armistice par les habitants de Crawinkel en Thuringe.