Hahn gikk sammen med andre fysikere under Fritz Habers ledelse i gang med å utvikle giftgass til bruk i krigen. Meitner engasjerte seg på østerriksk side og arbeidet fra 1915 i saniteten som røntgentekniker på et sykehus i Lemberg (dagens Lviv i Ukraina), deretter i Lublin, på samme måte som Marie Curie arbeidet på fransk side. Likevel kunne Meitner og Hahn i korte perioder treffes i Berlin og fortsette sin forskning. Våren 1918 gjorde de kjent at de hadde funnet grunnstoff nr. 91, mellom thorium og uran, som de ga navnet protactinium.