Durant la I Guerra Mundial va ser nomenat adjunt del cap d'estat major del segon exèrcit, sota les ordres de Karl von Bülow, responsable de la captura de la fortalesa de Lieja, que era vital per a l'èxit del Pla Schlieffen. Després d'aconseguir complir amb èxit aquesta missió, Ludendorff va ser enviat a Prússia Oriental, on va treballar amb Paul von Hindenburg i va destacar en les victòries a la batalla de Tannenberg i a les batalles dels llacs Masurians.