6 sierpnia 1914 roku wcielony został do Pierwszej Kompanii Kadrowej, jako pomocnik szefa kompanii. Wkrótce po wymarszu z Kadrówką przeniósł się do kawalerii. 2 września 1914 roku uzyskał stopień podporucznika. Od bitwy pod Kostiuchnówką do kryzysu przysięgowego Franciszek Polniaszek przydzielony był do 5 pułku piechoty. W czasie służby w Legionach awansował kolejno na stopień chorążego (2 lipca 1915 roku) i podporucznika (1 listopada 1916 roku). W lipcu 1917 roku, po kryzysie przysięgowym, został wcielony do cesarskiej i królewskiej Armii i wysłany na front włoski.