Kui I maailmasõda 1914. aasta augustis puhkes, oli Brauchitsch saanud kapteniks. Ta määrati XVI armee korpuse staabiohvitseriks, kes asus Metzi lähedal. Esimese maailmasõja ajal teenis ta 34. jalaväedivisioonis. Aastatel 1914-1916 osales ta Verduni lahingus ja Argoni metsa lahingus. Konflikti ülejäänud kahe aasta jooksul osales Brauchitsch Aisne'i kolmandas lahingus, Aisne-Marne'i rünnakus, Aisne'i teises lahingus.
, Armentières' lahing ja Flandria lahing. Brauchitshile anti 1. klassi Raudkruus ja Hohenzollernide Ordu. Ta lõpetas sõda majorite auastmega.