16 sierpnia 1914 wstąpił do Legionów Polskich. Początkowo służył w IV plutonie 3. szwadronu kawalerii. Walczył na froncie karpackim. Na ten temat opublikował szkic Z drugiej naszej ofensywy bukowińskiej, opisujący bój pod Rokitną 13 maja 1915 r., a poświęcony płk. Zygmuntowi Zielińskiemu. Został on zamieszczony w publikacji Dwa lata w boju II-ej Brygady Legionów Polskich 30.IX.1914 – 30.IX.1916 (Piotrków 1916). W tym samym tomie znalazło się także kilka prób poetyckich Chmielowskiego – Wspomnienia na tle rymów. 21 marca 1915 został mianowany chorążym kawalerii. 15 kwietnia 1915 został odkomenderowany do 3 pułku piechoty. Od 17 czerwca 1915 pełnił funkcję adiutanta pułku. 10 sierpnia 1915 został oficerem ordynansowym. Od 25 sierpnia służył w kadrze artylerii w Jeżowie k. Radomska, od 23 września w dywizjonie artylerii kapitana Mieczysława Gałusińskiego ps. „Jełowicki”, od 12 grudnia 1915 w baterii konnej i od 25 maja 1916 w 4. baterii 1 pułku artylerii. 18 sierpnia 1916 został awansowany na podporucznika piechoty ze starszeństwem z 1 lipca 1916. 15 lipca 1917 wyznaczony na stanowisko oficera ordynansowego w Komendzie II Brygady. 1 września został awansowany na porucznika piechoty. 9 października został przydzielony do artylerii, pozostając oficerem 3 pp. Po przejściu do Polskiego Korpusu Posiłkowego został dowódcą 1.