1893–98 war Bothmer Kadett in Köslin und Groß-Lichterfelde. Anschließend wurde er als Portepeefähnrich dem Braunschweigischen Infanterie-Regiment Nr. 92 der Preußischen Armee überwiesen. Bei Ausbruch des Ersten Weltkrieges war Bothmer als Hauptmann im Generalstab beim Chef des Feldeisenbahnwesens Ost eingeteilt und nahm an der Schlacht bei Tannenberg teil. Nach verschiedenen Verwendungen in Polen, Galizien, den Karpaten, Frankreich (Verdun) und Flandern als Major war er von April bis August 1918 Vertreter der Obersten Heeresleitung an der kaiserlichen Botschaft in Moskau. Seine Aufgabe war, über die Rückführung der deutschen Kriegsgefangenen in sowjetischen Lagern zu verhandeln. Bothmer war im Sommer 1918 zusammen mit Wilhelm Henning Wortführer einer Gruppe von Botschaftsangehörigen, die – im Widerspruch zur Konzeption des verantwortlichen Staatssekretärs Richard von Kühlmann – eine sofortige Intervention in den Russischen Bürgerkrieg und die Besetzung Moskaus und Petrograds durch deutsche Truppen forderte. Am 25. Juni 1918 notierte Bothmer in seinem Tagebuch: