Den Ersten Weltkrieg erlebte Blomberg von wenigen Truppenkommandos abgesehen ausschließlich im Stabsdienst und an der Westfront. Zunächst war er als Generalstabsoffizier Ia der 19. Reserve-Division eingesetzt, die unter anderem in der Schlacht an der Marne kämpfte. Am 22. März 1915 zum Major befördert, gehörte Blomberg zu den Planern der Angriffsoperationen der Division im Rahmen der Schlacht um Verdun. Auf Empfehlung von Friedrich Graf von der Schulenburg wurde Blomberg Erster Generalstabsoffizier bei der 7. Armee. Chef des Generalstabes war dort Walther Reinhardt, der Blomberg nachhaltig beeindruckte und beeinflusste. Für seine Leistungen wurde Blomberg am 3. Juni 1918 der Orden Pour le Mérite verliehen.