1917年,在第一次世界大戰中,當美國總統威爾遜決定派國民警衛隊參戰時,麥克阿瑟是陸軍部長貝克的參謀。
當時麵臨的一個問題是,如果派遣由一個州的人組成的師去參戰,這個州會抱怨把全部來自本州的男子派去送死,其它州也會因未能被選上而嫉妒。因此貝克希望有一個盡可能由來自各州的人編成的師,麥克阿瑟稱這個師“像一條彩虹”。
後來第42師(彩虹師)編成後,麥克阿瑟成了該師的上校參謀長,於1917年10月29日到達法國參戰。
麥克阿瑟到了前線後經常深入第一線,與士兵並肩作戰。他喜歡脫下上校製服,穿上士兵軍裝,手執一支上了刺刀的步槍,率領士兵們出擊。
他的這種行為使一些上司感到不滿,統帥部為此還派人去調查,得到的是對麥克阿瑟的一片讚揚聲。著名將領潘興得知調查一事後大聲嚷道:“停止這一切胡說八道!麥克阿瑟是我們部隊中最偉大的指揮者!”
1918年8月6日,麥克阿瑟由師參謀長調任第84步兵旅旅長。在這期間,他親自率領部下,巧妙地調動兵力,於1918年10月的14、15和16日三天內,連續奪取法國的282號、42號高地和迪查第龍高地。3個月後他又因戰功卓著而晉升為第42師準將師長。
在南方前線的一個夜晚,當他獨自出外散步時,突然聽到了德軍車輛的轟鳴聲,他立該警覺到敵人正在撤退。於是他當即決定趁敵人尚未重建防線之前給他們以沉重打擊,並立即把部隊集合起來,命令戰士們勇敢前進。結果這次夜間行動獲得了巨大成功。
第一次世界大戰結束時,麥克阿瑟由於“戰績卓越,服務優異”而獲得了一係列的勳章。其中有1枚服務優異勳章、2枚服務優異十字勳章、7枚銀星勳章、2枚紫心勳章和數枚法國的勳章。