19.Fırka, 23 Mart 1915'te Müstahkem Mevki Komtanlığı emriyle Eceabat bölgesinde ihtiyata alındı. 25 Nisan 1915'te Gelibolu Yarımadası'na İtilaf Devletleri'nin yaptığı çıkartmalarıyla Çanakkale Savaşı başladı. 3.Kolordu komutanı Mehmet Esat Paşa'nın emrinde savaşan Kaymakam (Yarbay) Mustafa Kemal Bey Arıburnu'na çıkan ANZAC (Avustralya ve Yeni Zelanda Kolordusu) birliklerinin yarımada içine ilerlemesini Conkbayırı'nda durdurdu. Bu başarı üzerine 5.Ordu kumandanı Müşir (Mareşal) Liman von Sanders Paşa'nın takdirini kazandı ve 1 Haziran 1915'te Miralay (Albay)lığa yükseldi. İngilizlerin Ağustos ayında Suvla Körfezi'ne yaptığı ikinci çıkartmadan sonra, 8 Ağustos akşamı Liman von Sanders Anafartalar mevkiinde bulunan birliklerinin komutasını verdi ve 9-10 Ağustos'ta Anafartalar Zaferi'ni kazandı. Bu zaferi 17 Ağustos'ta Kireçtepe ve 21 Ağustos'ta II. Anafartalar Zaferi takip etti. Miralay (Albay) Mustafa Kemal Bey, Ruşen Eşref Bey (Ünaydın) başta olmak üzere İstanbul basın tarafından "Anafartalar Kahramanı" olarak kamuoyuna tanıtıldı.
Kafkasya Cephesi, 1916-1917
Daha çok bilgi için: Kafkasya Cephesi
1916'da önce Edirne ve sonra Diyarbekir'de görev aldı. Anafartalar'daki başarıları dolayısıyla muharebe kıdem zamları verilerek 1 Nisan 1916'da Mirlivalığa yükseldi ve Paşa ünvanını aldı. Rus kuvvetleriyle yapılan savaşlar sonucunda Muş ve Bitlis geri alındı. 7 Mart 1917'de karargâhı Diyarbekir'de bulunan 2.Ordu Koumtan Vekililiğine atandıktan sonra Hicaz Kuuveyi Seferiyesi Komutanlığına getirilmek istendi. Ancak bunu kabul etmeyerek 5 Temmuz 1917'de Yıldırım Orduları Grubu emrindeki 7.Ordu Komutanlığına atandı.
Sina ve Filistin Cephesi, 1917-1918
Daha çok bilgi için: Sina ve Filistin Cephesi ve Nablus Hezimeti
Sina ve Filistin CephesindeBu görevi sırasında Ahmet Cemâl Paşa ile birlikte, savaşta ülkeyi felakete sürüklediğine inandığı Başkumandan Vekili Enver Paşa'ya karşı bir askerî darbe hazırlamakla suçlandı.[kaynak belirtilmeli] Görevinden alınarak İstanbul'a çağırıldı.
15 Aralık 1917 ile 5 Ocak 1918 tarihler arasında Veliaht Vahdettin Efendi'nin maiyetinde Almanya'ya giderek Keiser II.Wilhelm, Genel Karargâhı ve Elsass bölgesini ziyaret etti.
1918 Haziran ayında Viyana ve Karlsbad'a giderek tedavi gördü. Sultan Reşat'ın vefatı ve Vahdettin'in cülûsu üzerine 2 Ağustos'ta İstanbul'a döndü. 15 Ağustos 1918'de 7. Ordu Komutanı olarak Suriye cephesine atandı ve ardından "Fahri Yaver Hazreti Şehriyari" (Padişahın Onursal Yaveri) ünvanı verildi.
19 Eylül 1918'de Allenby komutasındaki İtilaf kuvvetleri genel taarruza geçerek üç ordudan oluşan Yıldırım Orduları Grubu'nu ağır bir hezimete uğrattılar. 1 Ekim'de Şam, 25 Ekim'de Halep düştü. "Fahri Yaver Hazreti Şehriyari" Mustafa Kemal Paşa, VI.Mehmet (Vahdettin)'in başyaveri Naci Bey (Eldeniz)'e bir tel çekerek Yıldırım Orduları Grubu'nun savaş gücünün kalmadığını bildirerek mütareke istemesini önerdi. Ayrıca yeni hükümette kendisinin Harbiye Nazırı ve Başkumandan Vekili olarak görevlendirilmesini istedi.
30 Ekim 1918'de Mondros Mütarekesi imzalandı ve ertesi gün öğle vaktinde yürürlüğe girdi. Mondros Mütarekenamesi 19.maddesi gereğince, Yıldırım Orduları Grubu kumandanı olan Liman von Sanders Paşa'nın görevden alınması üzerine "Fahri Yaver Hazreti Şehriyari" Mustafa Kemal Paşa bu göreve getirildi. Ancak 7 Kasım'da Yıldırım Orduları Grubu ile 7.Ordu lağvedildi.
10 Kasım'da Yıldırım Kıt'aatının komutasını 2.Ordu Komutanı Nihat Paşa'ya bırakarak Adana'dan İstanbul'a haraket etti ve 13 Kasım'da İstanbul'a Haydarpaşa Garı'na ulaştı. Fethi Bey (Okyar) ile birlikte Ahmet İzzet Paşa (Furgaç) yanlısı ve Ahmet Tevfik Paşa (Okday) karşıtı bir tavrı koyan 'Minber' gazetesini çıkararak siyasi girişimlerde bulundu.