Helmikuussa 1914 Djemalista tuli meriministeri. Maailmansodan syttyessä hän oli yksi hallituksen kolmesta tosiasiallisesta johtajasta Enver paššan ja Talaat paššan ohella. Heinäkuun kriisin aikana 1914 Djemal neuvotteli ranskalaisten kanssa Turkin mahdollisesta liittymisestä ympärysvaltojen puolelle, mutta ehdotukset torjuttiin. Tämän jälkeen hän ryhtyi Enverin ja Talaatin tavoin kannattamaan sotaa keskusvaltojen puolella. Lokakuussa 1914 hän antoi saksalaiselle amiraali Wilhelm Souchonille luvan suorittaa ennalta ehkäisevä hyökkäys Mustallamerellä. Sodan alettua Djemal toimi toisen armeijan ja marraskuusta 1914 alkaen Palestiinaan sijoitetun neljännen armeijan komentajana säilyttäen samalla meriministerin aseman. Hän johti marraskuussa 1914, tammikuussa 1915 ja elokuussa 1916 tuloksettomia hyökkäyksiä brittien hallitsemaan Egyptiin tarkoituksenaan vallata Suezin kanava. Djemalista tehtiin myös Syyrian ja Arabian kuvernööri, ja hän keskittyi nyt hyökkäysten suunnittelun sijaan sisäisen järjestyksen ylläpitoon kukistamalla jälleen kovin ottein varhaisen arabikapinan sekä vainoamalla Syyriaan karkotettuja armenialaisia. Britit käynnistivät keväällä 1917 Palestiinassa suurhyökkäyksen, mutta turkkilaiset onnistuivat torjumaan sen huhtikuussa ensimmäisessä ja toisessa Gazan taistelussa, joihin Djemalkin osallistui. Joulukuussa 1917 brittiarmeija kuitenkin eteni Jerusalemiin, jolloin Djemal siirrettiin pois komentajantehtävistä. Hän palasi Konstantinopoliin, jossa toimi vielä meriministerinä sodan loppuun.