Tam przeniesiono go jako tłumacza do biura prezydialnego NKN. Wiosną 1915 r. wstąpił do Legionów. Odbył przeszkolenie w kadrze artylerii 1. part w Jeżowie, a następnie uczestniczył w walkach pułku na Wołyniu. Po śmierci brata stryjecznego Władysława, śmiertelnie rannego 24 X 1915 r. pod Kuklami, otrzymał urlop i wyjechał do Krakowa. Nie wrócił już do służby wojskowej i na początku 1916 r. został zwolniony z Legionów. W następnym roku podjął pracę w Centrali Odbudowy Kraju w Krakowie. Tamże w lipcu 1916 roku doszło na krakowskich plantach do słynnego spotkania Stefana Banacha, którego uważał za swoje największe „odkrycie” matematyczne. W 1917 habilitował się we Lwowie na podstawie rozprawy o pewnych własnościach szeregów Fouriera. Przez rok był asystentem i docentem matematyki na Uniwersytecie Lwowskim.
W tym czasie matematyk Józef Puzyna poważnie zachorował i Steinhaus praktycznie sam reprezentował matematykę. Wtedy to córkę wraz z żoną wysłał do Jasła, a sam pozostał we Lwowie.
Kariera naukowa w okresie międzywojennym thumb|Kamienica przy ul. Kadeckiej 14 we Lwowie, należąca do prof. Hugona Steinhausa