Birinci Dünya Harbi başladığında Mustafa Kemal, 14 Ekim 1913’ten beri Osmanlı Sofya Sefareti’nde ataşemiliter olarak bulunmaktaydı. Sofya Sefiri olan Fethi Bey’le (Okyar) birlikte biraz da mecburi bir biçimde İstanbul’dan uzaklaştırılmışlardı.
Mustafa Kemal, Avrupa’da çıkan büyük savaşta Almanların galip gelmelerinin zor olduğu kanaatinde olduğundan, Osmanlı Devleti’nin Almanya ile ittifak yaparak savaşa katılmasına karşıydı. Almanya ile ittifak yapıldıktan sonra da yine savaşa girilmeden tarafsızlığın sürdürülmesini; çünkü Fransızlar tarafından durdurulan Alman ordularının, doğuda Ruslar tarafından da tazyik edildikçe iki taraflı bir savaşı kazanamayacakları fikrindeydi ve bu fikrini mektuplarında arkadaşlarıyla paylaşıyordu.
Osmanlı Devleti’nin fiilen harbe girmesi üzerine Mustafa Kemal, bu harbe seyirci olarak kalmak istemedi ve muharebe alanlarından birinde aktif bir görev almak istedi. Bu gaye ile Başkomutanlık Vekâleti’ne başvurarak “ordu içinde münasip bir vazifeye tayin edilmesini” talep etti. Başta uygun görülmeyen bu talep, Mustafa Kemal’in ısrarı üzerine önce 28 Kasım 1914’te 1. Tümen kumandanlığına tayin emri çıktı; ancak bu emir nedense fiiliyata geçirilmedi. Nihayet 20 Ocak 1915’te, yeni kurulmakta olan 19. Tümen kumandanlığına tayin emri çıktı ve Sofya’dan İstanbul’a gelerek Tekirdağ’da tümenin kuruluşunu tamamladı. Mustafa Kemal bu sırada yarbay rütbesindeydi.
19. Tümen Şubat ayında Gelibolu’ya gönderilerek Mustafa Kemal’e, Maydos (Eceabat) Mıntıkası Kumandanlığı görevi verildi. Böylece askerlik hayatında yıldızının parlayacağı Çanakkale Muharebeleri sahnesine adımını atmış oldu.
Çanakkale’de 19 Şubat 1915’te başlayan Deniz Muharebeleri’nde Mustafa Kemal ve tümeni, Seddülbahir ve civarındaki sahillerin muhafazasıyla vazifeliydi. 19. Tümen, 18 Mart Deniz Zaferi’nden sonra muhtemel bir çıkarmaya karşı Gelibolu Yarımadası’nı savunmak üzere kurulan Liman von Sanders kumandasındaki 5. Ordu’ya bağlandı. Mustafa Kemal ve tümeni artık 5. Ordu’nun ihtiyat tümeniydi.
25 Nisan 1915’te başlayan Çanakkale kara muharebeleri sırasında Mustafa Kemal’in karargâhı Eceabat’a yakın Bigalı köyündeydi. Sabah gün ağarmadan Arıburnu’na düşman çıkarması başlamıştı. Buradaki kuvvetlerin zayıf oluşu yüzünden 9. Tümen kumandanı tarafından kendisinden bir taburluk kuvvet talep edilmişti. Ancak Mustafa Kemal durumun nezaketini takdir ederek kendi inisiyatifiyle bir tabur yerine, bizzat başında olarak 57. Alay’ın tamamını Arıburnu’na sevketti. İşte bu hareketi, Mustafa Kemal’in Çanakkale Muharebeleri’nin en kritik anlarında duruma müdahale edişinin ilkiydi. Gerçekten de düşman Arıburnu’na çıkmış buradaki zayıf birliğimizi imha ettikten sonra ilerlemeye başlamıştı. Buraya daha sabah 8’de yetişen 27. Alay düşmanla çatışmaya girmişti. Ancak düşmanın sayı üstünlüğü sebebiyle, saatler ilerledikçe verilen zayiatlarla iki bin kişilik kahraman alayın gücü tükenmeye ve durum kötüye gitmeye başlamıştı. Tam bu sırada yetişen 57. Alay, Arıburnu’nda vaziyeti kurtarmış, 27. Alay’ın sağ yanında harbe katılarak düşman sahile kadar sürülmüştü. Mustafa Kemal, savaşın en başında göstermiş olduğu bu başarıdan dolayı 30 Nisan 1915 tarihinde “Gümüş İmtiyaz Harp Madalyası”yla taltif edildi.
25 Nisan’dan 8 Ağustos’a kadar Mustafa Kemal, 19. Tümen’le birlikte Arıburnu cephesinde daima cephe hattında olmak üzere bulundu. 1 Haziran 1915’te albaylığa terfi etti. 28 Temmuz’da 15. Kolordu kumandanlığına tayin emri çıkmasına rağmen bu emir fiiliyata geçmemiştir. Hemen 10 gün sonra bu sefer Anafartalar bölgesine çıkan düşmana karşı bu bölgeyi savunmak üzere kurulan Anafartalar Grup Kumandanlığına tayin edildi. Bu görevde iken Anafartalar zaferini, Conkbayırı ve Kireçtepe muharebelerini kazanarak büyük bir şöhret kazandı. O artık “Anafartalar Kahramanı” olarak tanınıyordu.
Mustafa Kemal, 10 Aralık 1915’te yani düşmanın Anafartalar cephesini tahliyesinden on gün önce sıhhî sebeplerle Çanakkale’den ayrıldı.
Mustafa Kemal’in Çanakkale muharebelerindeki askerlik hayatı büyük başarılarla doludur. Çanakkale Muharebeleri’nin, Türk ordusu açısından son derece buhranlı günlerinde -bilhassa çıkarmanın ilk günleri ile Ağustos ayındaki Anafartalar çıkarması ve muharebelerinde- Mustafa Kemal, şahsî gayreti, inisiyatif kullanma cesareti ve sorumluluk almaktan çekinmeyen tavrı ile tehlikenin atlatılmasında mühim bir rol oynamıştır. Bundan dolayı Çanakkale Muharebeleri ona haklı bir ün kazandırmış, bütün yurtta tanınmasına yol açmıştır.
Çanakkale’den İstanbul’a döndükten sonra, bir müddet için şahsi işlerini halletmek üzere Sofya’ya gitti. Sofya’dayken Başkomutanlık tarafından Edirne’de bulunan 16. Kolordu komutanlığına tayin edildiği bildirildi ve görevi devralmak üzere 15 Ocak 1916’da Edirne’ye geldi.
16. Kolordu’nun Doğu cephesine gönderilmesi kararlaştırılınca Mustafa Kemal 27 Şubat’ta Edirne’den ayrıldı ve 14 Mart’ta Diyarbakır’a ulaştı. 16. Kolordu 2. Ordu’nun bünyesindeydi ve bu ordunun Van Gölü güneyine kadar uzayan sağ cenahını Rus ordusuna karşı tutmaktaydı. Mustafa Kemal kısa bir süre sonra 1 Nisan 1916’da Tuğgeneralliğe terfi etti.
2. Ordu Kumandanı Ahmet İzzet Paşa, 2 Ağustos 1916’da bütün ordu cephesinde Ruslara bir taarruz başlattı. Bu taarruza Bingöl bölgesinden katılan Mustafa Kemal Paşa, kolordusunu oluşturan Çanakkale’den deneyimli 5. ve 8. Tümenlerle Rus ordusunu geri atarak; 8 Ağustos’ta, daha önce Mart ayında Rusların eline geçmiş olan Muş ve Bitlis’i geri aldı. Ancak takviye edilen Rus ordusunun karşı taarruzu üzerine 16. Kolordu, Eylül ayında Muş’tan çekilmek zorunda kaldı.
Doğu cephesinde 2. ve 3. Orduların bir grup olarak yeniden teşkilatlanması üzerine 2. Ordu Kumandanı Ahmet İzzet Paşa bu ordular grubuna komutan oldu. Bunun üzerine 1916 yılı sonlarında Mustafa Kemal, 2. Ordu kumandan vekilliğine tayin olundu. Ayrıca Bitlis ve Muş’un geri alınmasındaki başarısından dolayı kendisine “Altın Kılıçlı İmtiyaz Madalyası” verildi.
1917 yılı başlarında Mustafa Kemal, Hicaz Kuvve-i Seferiyesi adı altında yeni teşkil edilen bir ordunun komutanlığına tayin edildi. Bu görevi devralmak üzere Şam’a kadar gittiyse de sonradan bu ordunun kurulmasından vazgeçildiğinden; yeniden ama bu sefer asîl olarak 2. Ordu komutanlığına tayin edildi ve Doğu cephesine döndü.
Mustafa Kemal, 5 Temmuz 1917’de yeni kurulan 7. Ordu’nun komutanlığına tayin edildi. Bu ordu 1917 yılı ortasında Alman Generali Falkenhayn komutasında Bağdat’ı geri almak için kurulan Yıldırım Ordularına katılmıştı. Ancak Filistin cephesinde durumun kritikleşmesi üzerine Yıldırım Orduları Bağdat yerine Filistin cephesine yöneltildi.
Mustafa Kemal bu cephedeyken Falkenhayn ile yıldızı hiç barışmamıştı. Alman generalinin dâhili meselelere karışması, Filistin cephesinin savunulmasında taktik hatalar yapması yüzünden ona karşı muhalefet etmekteydi. Nitekim Mustafa Kemal, Başkomutanlık Vekâleti’ne 20 Eylül 1917’de bir rapor yazarak; Suriye ve Filistin’de idarî ve askerî durumun vahametini ve bu cephedeki orduların bir yabancının elinde olmasının mahzurlarını belirtmişti. Ancak Başkomutanlık Vekâleti’nin bu görüşlere iştirak etmemesi üzerine 7. Ordu komutanlığından affını istedi. Bunun üzerine kendisine teklif edilen 2. Ordu komutanlığını da kabul etmemesi üzerine izinli sayılarak 1917 Ekim ayında İstanbul’a döndü.
İstanbul’da iken Veliaht Vahdeddin’in Almanya seyahatinde yanında bulunmak üzere görevlendirildi. 15 Aralık 1917 – 5 Ocak 1918 tarihleri arasında Almanya’da bulundu. Almanya seyahatinden İstanbul’a hasta olarak döndü. Bir-iki ay sonra tedavi olmak amacıyla Viyana’ya, Karlsbad’a gitti.
Mustafa Kemal Karlsbad’da iken hem İstanbul’da hem de Filistin cephesinde değişiklik olmuştu. Mehmed Reşad’ın vefatı üzerine Vahdeddin padişah oldu. Filistin cephesindeki başarısızlığı yüzünden Falkenhayn geri çağrılarak yerine, yine bir Alman generali olan Liman von Sanders getirildi.
Viyana’dan İstanbul’a çağrılan Mustafa Kemal, bizzat padişahın emriyle 7 Ağustos 1918’de yeniden 7. Ordu komutanlığına tayin edildi. Ancak bu cephede durum iyice ümitsiz bir hâl almıştı. Yıldırım Orduları adı altındaki üç ordunun -4., 7. ve 8. Ordular- toplam muharip gücü ancak 20-30 bin kişiydi. İngilizler ise; son derece iyi donatılmış piyade ve süvari birlikleri yanı sıra denizde savaş gemileri, havada uçakları, karada ise yeni icat tankları ile kıyas kabul etmez büyük bir askeri güce sahipti.
Nitekim 19 Eylül 1918’de başlayan İngiliz taarruzu 8. Ordu’yu ezmişti. 7. Ordu düzenli ve sürekli bir geri çekilmeyle 5 Ekim 1918’de Halep’e kadar geriledi.
Artık harbin sonuna gelinmişti. Talat Paşa kabinesi istifa etmiş, yerine 14 Ekim’de Ahmet İzzet Paşa hükümeti kurulmuştu. Mustafa Kemal bu kabinede Harbiye nazırlığını talep ettiyse de kabineye alınmadı.
Mustafa Kemal, 7. Ordu ile Halep’in hemen kuzeyinde Katma’ya çekilerek buradan Antakya’ya uzayan bir hattı savunmaya başladı. 30 Ekim’de imzalanan Mondros Mütarekesi’ne kadar bu hattı elinde tuttu. Mütareke hükümleri gereği Türk ordusunda bulunan Almanların ayrılması gerektiğinden Liman von Sanders’in yerine Yıldırım Ordular Grubu’nun komutanlığına tayin olundu. 7 Kasım 1918’de Yıldırım Ordular Grubu lağvedilince Mustafa Kemal Adana’dan ayrılarak 13 Kasım’da İstanbul’a döndü.
Böylece Mustafa Kemal’in Birinci Dünya Harbi boyunca Çanakkale, Doğu Anadolu, Suriye-Filistin cephelerindeki askerlik görevi sona eriyor ancak işgal altındaki vatanın istiklâli için milletle el ele vereceği Kurtuluş Mücadelesi yeni başlıyordu.