三年后第一次世界大战爆发，他重新入役，被任命为东方战线第八军的司令官。1914年终于击败俄罗斯军队为他带来了许多荣誉，他被晋升为元帅。他的这次胜利后来成为他的名声和传说的基础;但与他共事的人都认为他只是一个傀儡而已，真正运筹帷幄的是埃里希·鲁登道夫将军。1916年8月27日他继冯·法尔根汉为陆军最高指挥官。1918年他试图为了营救德皇劝威廉二世逃离德国。他与新政府合作试图平息德国内部的动乱。1919年7月凡尔赛和约签署后兴登堡辞职。在国际联盟的调查委员会前他散布所谓的“匕首传说”(刀刺在背传说)，称德国陆军在战场上未被战胜，陆军是在停火后被德国革命“从背后暗算”的。 1914年6月28日，奥地利皇储斐迪南在萨拉热窝遇刺，为帝国主义国家发动战争提供了借口。7月底、8月初，欧洲列强先后进入战争状态。第一次世界大战开始了。战争爆发时，兴登堡正在波美拉尼亚他女婿的田庄做客。他立即返回汉诺威，途经柏林时曾到总参谋部要求任命他统率第五军(他过去所属的第三步兵近卫团就在这个军里)，但当时第五军军长一职已由皇太子担任，因此未能立即决定他的任命。8月上旬，德国西线捷报频传，最初的军事行动都是按照史里芬计划进行的，人部队避开法国筑垒地带，经比利时和卢森堡攻入法国，向沿海地区推进，然后再南下包抄巴黎。这些日子里，兴登堡在汉诺威坐立不安，8月12日上书参谋部再次请求任用。10天后总参谋部通知他8月23日凌晨到汉诺威火车站等候前来接送他的专车。

　　这段时间，德国报纸上刊登来自西线的胜利消息，关于东线的报道却少得可怜，原因是战事在那里进行得不很顺利。在东普鲁士统率第8集团军的普里特维茨将军的任务是保卫德国东部地区，等待西线战胜法国后主力部队前来增援。俄国方面吉林斯基将军统率的两个集团军在人数上大大超过德军，但装备很差，士气不高，彼此配合很差，行进的速度很慢，双方稍有接触，普里特维茨就慌慌张张地下令后撤，并向最高统师部告急，声称维斯瓦河以西地区也难以守住。于是总参谋长小毛奇决定从西线抽调兵力，并撤换了普里特维茨和他的参谋长瓦德西。鲁登道夫由于他在列日一战中的突出表现而被选择接替瓦德西任第8集团军总参谋长。鲁登道夫野心勃勃，锋芒逼人，需要挑选一个善于同他相处的人担任主将，以便他放手去干。这样，便选中了秉性随和而善于处事的兴登堡。

　　1914年8月23日凌晨，被吹捧为“珠联璧合的一对统帅”第一次在汉诺威车站相见了。鲁登道夫在车上向兴登堡汇报了第八集团军的情况和已发出的一些指示。兴登堡耐心地听了15分钟，说了一句“我也没有更好的主意。我看就这么办吧。”就去睡觉了。这样，他从一开始起就完全适应自己所应当担当的角色。5年后(也就是在他同鲁登道夫闹翻以前)，他曾坦率地讲过，他的主要任务之一就是“使我的参谋长的聪明才智、几乎超人的精力和从不懈怠的干劲得到充分的发挥，必要时为他创造条件”。

　　8月25日下午，兴登堡和鲁登道夫到达第8集团军军部所在地马林堡。在这之前，第8集团军的参谋霍夫曼中校就已拟订好围歼俄军萨姆索诺夫集团军的计划细节并发出相应的指令。这场战斗于8月23日，即兴登堡和鲁登道夫还在旅途中就已打响。3天后萨姆索诺夫身陷重围;8月31日全军覆没，史称“坦能堡战役”。

　　坦能堡之战两周后，德军又在东线取得了马祖里湖战役的胜利，俄军被逐出东普鲁士并丧失了战略上的主动。然而德军在西线并不顺利，由于德军在马恩河之战中败北，毛奇被免职。为了抵消它的影响，报纸在毛奇被免职的那一天即9月14日晚上都以整版的篇幅宣传“坦能堡的胜利者”。兴登堡一夜之间成为赫赫有名的“英明统帅”。全国掀起了“兴登堡热”，柏林率先修建了兴登堡纪念埤，许多街道广场以兴登堡命名，许多大学授予他名誉博士的称号，市场上出现了种种以兴登堡命名的商品。

　　坦能堡大捷为兴登堡赢得了陆军元帅的军衔，并由他统帅东线全部军队。对于这个突然时来运转的“天才统帅”，了解内情的人当然不会买他的帐。霍夫曼就曾愤愤不平地在日记中写道：“真正有能耐的人是否也会碰巧当上元帅?”在兴登堡调到统帅部之后，霍夫曼曾以挖苦的口吻对一个到战地来参观的人说：“这儿是战斗前元帅睡觉的地方，这儿是战斗后元帅睡觉的地方，老实说，这儿也是战斗期间元帅睡觉的地方。”

　　1916年8月，兴登堡被任命为总参谋长，鲁登道夫担任军需总监。名义上是兴登堡统率全军，实际上是鲁登道夫代替他指挥。

　　堡兴登堡和鲁登道夫领导的第三届最高统帅部从一开始起就大抓经济和军工生产。1916年鲁登道夫制定了“兴登堡计划”指挥全国军队，剥夺了工人在战前争取到的某些权利，加紧对广大劳动人民的镇压和剥削。他们还变本加厉地干预政治，实际上变成了德国命运至高无上的支配者。1917年7月，德皇威廉二世在他们的压力下不得不免去贝特曼·霍尔维格的首相职务。

　　帝国主义战争给各国人民带来莫大的苦难和牺牲，而垄断资本家们却由于生产军火大发横财。作为容克贵族和垄断资本集团的忠实代理人，兴登堡对广大人民群众和普通士兵的痛苦视而不见、听而不闻，说什么战争对他来说就好象是一次浴疗。在德国统治集团中，兴登堡始终站在主战派一边，主张把战争进行到底，反对和谈，主张进行无限制的潜艇战。俄国十月革命胜利后，他起初反对同新生的苏维埃国家实现停战，后又提出苛刻的条件，迫使苏俄接受布列斯特和约。

　　1918年3月，德国最高统帅部利用俄国退出战争再次在西线发动进攻，力图决定战局。同年7月，协约国军开始反攻，在马恩河和亚眠之战中大败德军，9月29日，协约国突破“兴登堡防线”，德国最高统帅部终于不得不要求进行停战谈判。鲁登道夫哀叹，“部队精神萎靡，被俘人数之高，说明我方战线已极单薄，后备减少了，部队都过度疲乏。这场战争已不能胜利了。”这一事实有力地驳斥了后来民族主义分子和其他反动分子所散播的“背后捅了一刀”的神话。兴登堡本人一直不承认德国在军事上被击败，说什么德国是因为背上挨了左派一刀才倒下的。但是协约国方面没有接受停战，战争仍继续进行。德国国内的局势一天天危急。德皇威廉二世于10月26日试图通过鲁登道夫辞职来挽救危局，鉴于兴登堡的巨大威望而没有撤换他。同年10月，民族自由党议会党团主席施特莱斯曼说，出于面子上的考虑，保留兴登堡比挽救威廉二世更为重要。此时，德国国内的革命运动已经汹涌澎湃地发展起来。11月3日，基尔海军爆发起义。到11月8日，革命红旗飘扬在许多城市的上空。军队内部也有不少士兵倾向革命。在这种形势下，兴登堡不得不劝说威廉二世退位。11月10日凌晨，威廉二世逃往荷兰。11月 11日，德国代表在福煦将军的火车车厢里签订了停战协定。第一次世界大战至此结束。