З початком Першої світової війни Т.Лі-Меллорі відразу записався добровольцем до британської армії й був прийнятий рядовим до Королівського ліверпульського полку Територіальних сил країни. 3 жовтня 1914 року він отримав звання другого лейтенанта та по завершенні курсів підготовки переведений до Ланкаширських фузилерів. Весною 1915 року молодий офіцер був відряджений з підрозділом до Франції, й невдовзі прийнятий до лав Південно-ланкаширського полку з яким брав участь у боях на Західному фронті. В битві за Іпр дістав поранення. 21 червня 1915 року став лейтенантом армії.