I 1915 startet Struve å studere ved universitetet i Kharkiv. I 1916 ble studiene avbrutt av at han ble inkalt til militærtjeneste pga første verdenskrig. Struve tjenestegjorde ved fronten i Tyrkia. I 1918 returnerte han til studiene i Kharkiv. I 1919 ble han tilbudt en stilling ved universitetet. Han startet imidlertid aldri i stillingen pga utviklingen i den russiske borgerkrigen. Familien flyktet i 1920 til Sevastopol for å unslippe represalier fra bolsjevikene. Sevastopol var da kontrollert av den hvite arme. Under oppholdet i Sevastopol inntraff en rekke tragedier som førte til at han mistet de fleste av sine familiemedlemmer: den yngste søsteren Elizabeth druknet, broren Werner døde av tuberkulose, og faren hans døde av hjerneslag. Mens moren og søsteren valgte å returnere til Kharkiv da bolsjevikene inntok Sevastopol, flyktet Otto sammen med den hvite hæren. Han kom seg til Tyrkia med en militærtransport, og kom aldri tilbake til Russland. Han ble senere invitert flere ganger til konferanser i Sovjetunionen, men nektet av forskjellige grunner å delta.