Brał udział w początkowej fazie bitwy pod Verdun. Następnie został skierowany na ośmiomiesięczny kurs dla oficerów Sztabu Generalnego, po ukończeniu którego wrócił na front do swojej macierzystej dywizji jako adiutant 10 Brygady Piechoty, a następnie dowódca kompanii 52. Pułku Piechoty. Następnie został dowódcą kompanii w 8. Pułku Grenadierów, przez krótki czas pełniąc obowiązki dowódcy batalionu.
Jeszcze w roku 1917 został odkomenderowany do Oberste HeeresleitungOHL = Oberste Heeresleitung – Sztab Generalny. Tam jako szef służby uzbrojenia 18 listopada 1917 otrzymał stopień kapitana. Na początku 1918 roku Model został skierowany do Dywizji Zapasowej Gwardii generała Maximiliana von Prosecka, gdzie 10 marca został szefem służby zaopatrzenia (IIb). 30 sierpnia 1918 przeniesiony do 36 Dywizji Rezerwowej. Po podpisaniu dnia 11.11.1918 r. przez Niemcy kapitulacji, Model zorganizował ewakuację tej dywizji do bazy demobilizacyjnej w Gdańsku.