W uznaniu ogromnych zasług dla obrony państwa serbskiego końcem 1914 Živojin Mišić został awansowany do najwyższego serbskiego stopnia wojskowego vojvody (marszałka).
W 1915 roku na czele 1 Armii stacjonował w Kosowie, gdzie dokonywał przegrupowania i uzupełnienia sił serbskich oraz planował działania wojenne przeciwko Austro-Węgrom. Na jesieni 1915 państwa centralne (Austro-Węgry, Niemcy, Bułgaria) podjęły ofensywę na Serbię. Wobec zdecydowanej przewagi nieprzyjaciela Mišić zmuszony był skierować swoje wojska do Czarnogóry, a następnie do Albanii, gdzie wycofująca się w ciężkich warunkach armia serbska poniosła duże straty. Po przegrupowaniu sił serbskich na wyspie Korfu, Mišić we wrześniu 1916 roku został mianowany dowódcą armii serbskiej w Monastirze, a następnie na froncie salonickim (1 Armia). W tym samym roku mianowany Szefem Sztabu serbskiej armii w miejsce schorowanego Radomira Putnika. Funkcję tę pełnił do końca wojny. W 1918 dowodził zwycięskimi działaniami armii serbskiej na froncie salonickim. Brał udział w walkach nad rzeką Wardar, gdzie z sukcesami odparł ataki bułgarskie. 15 września 1918 wojska serbskie wraz z sojuszniczymi wojskami francuskimi gen. Louisa Francheta d’Espérey’a zadały decydującą klęskę wojskom bułgarskim w bitwie pod Dobro Polem w Macedonii.