Beim Eintritt Großbritanniens in den Ersten Weltkrieg am 5. August 1914 wurde Sykes Stabschef des Hauptquartiers des RFC im Felde unter dem Befehl von David Henderson. Als Henderson im November zeitweilig die "1st Infantry Division" übernehmen musste, wurde Sykes für einen Monat sein kommissarischer Nachfolger, bevor Henderson im Dezember auf den Posten zurückkehrte. Ende Mai 1915 wurde Sykes aus Frankreich abberufen und zur Verfügung der Admiralität gestellt, die seine Expertise über den Einsatz von Lufteinheiten bei der Dardanellen-Expedition benötigte. Im Juli 1915 wurde er Kommandant der "Eastern Mediterranean Station" des Royal Naval Air Service, was er bis zur Abwicklung des Unternehmens Anfang 1916 blieb. Er diente anschließend kurzzeitig als Quartiermeister bei der neuaufgestellten "4th Mounted Division" unter Lord Lovat.