Током Првог светског рата 1915. године, Панфилов је регрутован у Руску царску армију и распоређен у 638. Олпински пешадијски пук. Касније је прекомандован на југозападни фронт, где је унапређен у наредника. 1917. године, након Фебруарске револуције, Панфилова су саборци изабрали за представника у пуковском совјету.