La izbucnirea războiului, în august 1914, Berthelot a fost numit șef de stat major al generalului Joseph Joffre, aceștia colaborând strâns în cadrul Primei bătălii de pe Marna. În luna noiembrie a aceluiași an, a primit comanda rezervelor la Soissons, după care a devenit comandant al Diviziei 53, iar în anul următor al Corpului XXXIII Armată .