Вскоре армейская группа была преобразована в 9-ю французскую армию, и генерал Фош получил её под своё командование. Эта армия отличилась в сражении на реке Марна в сентябре 1914 года, когда устояла под натиском двух германских армий — 2-й и 3-й. Несмотря на большие потери, войска генерала Фердинанда Фоша вновь спасли от захвата германцами город Нанси.
Вскоре после сражения на Марне, когда начался так называемый «бег к морю», генерал Фош, назначенный помощником главнокомандующего генерала Ж. Жоффра, участвовал в согласовании совместных союзных действий с британцами и бельгийцами, чьи войска двигались к Фландрскому побережью, на территории Франции и в переговорах с английским генеральным штабом. Фактически он должен был координировать действия всех союзных армий на севере Франции и делал это вполне успешно, чему в немалой степени способствовали его приятельские отношения с генералом Г. Вильсоном, в то время помощником начальника штаба английской экспедиционной армии.
После сражения на Ипре, когда на Западном фронте окончательно установилась позиционная война, генерал Фош в 1915-1916 годах командовал группой армий «Север». Он руководил наступательной операцией в Артуа (весна и осень 1915 года), а также участвовал в сражении на Сомме (июль — ноябрь 1916 года), которое закончилось победой германцев. Союзные войска, которыми он командовал, понесли огромные потери. В результате Фердинанд Фош был освобождён от занимаемой должности. Это случилось после ухода Жоффра с поста французского главнокомандующего.
Последующие два года Фош руководил Центром военных исследований в Санли, недалеко от Парижа, и разрабатывал там план военных мероприятий на случай нарушения германскими войсками нейтралитета Швейцарии и нанесения удара по Франции с территории этой страны. Затем, в отсутствие генерала Кастельно, Фош командовал 7-й и 8-й армиями, а потом стал военным советником при правительстве Франции.
В мае 1917 года генерал Фердинанд Фош был назначен начальником Генерального штаба при военном министре Франции. В конце этого года его командировали в Италию, где союзная итальянская армия под командованием генерала Луиджи Кадорна потерпела сокрушительное поражение от австрийцев при Капоретто. Там обсуждались условия, при которых французские и английские войска могли вступить на территорию Италии.
6 и 7 ноября 1917 года генерал Фердинанд Фош участвовал в антигерманской конференции в Рапалло близ Генуи, на которой было принято решение образовать Верховный совет союзников (Антанту), что явилось первым шагом к объединению командования. Членами совета стали от Великобритании — Вильсон, от Италии — генерал Кадорна и от Франции — Фош. Россия не присутствовала на этой конференции по той причине, что после Октябрьских событий она уже вела сепаратные мирные переговоры с Германией и её союзниками.
В конце января 1918 года генерал Фош был назначен председателем Военного комитета союзников, поскольку пользовался большим авторитетом среди высшего военного командования стран Антанты. Его влияние на решение военных вопросов во Франции усилилось после прихода к власти правительства Жоржа Клемансо.
В марте 1918 года на Западном фронте для союзников сложилось угрожающее положение. Германские войска начали новое наступление и едва не прорвались к Амьену, угрожая при этом французской столице Парижу. В такой опасной ситуации французское командование стало больше заботиться о защите собственной столицы, чем о помощи англичанам. Тогда командующий британскими экспедиционными войсками генерал-фельдмаршал Дуглас Хейг обратился к новому начальнику Генерального штаба Великобритании генералу Генри Вильсону и к министру обороны лорду Милнеру с просьбой добиться назначения главнокомандующим «Фоша или другого французского генерала, который будет сражаться».
Высшее военное командование Великобритании согласилось с предложением фельдмаршала Дугласа Хейга. На конференции в Дуллансе 26 марта союзники приняли решение «возложить на Фоша координацию действий союзных армий на французском фронте». Но очень скоро выяснилось, что такие координирующие меры неэффективны, что у генерала Фоша нет должных полномочий.
Тогда правительства Франции и Великобритании, а затем и Соединённых Штатов, Бельгии (она вступила в Антанту только в августе) и Италии приняли новое решение — назначить Фердинанда Фоша главнокомандующим союзными армиями, действовавшими на Западном (Французском) фронте: французской, английской, бельгийской и прибывшей в Европу американской. В том же году Фердинанд Фош получил от правительства Жоржа Клемансо высшее воинское звание маршала Франции. Вскоре он был избран членом Французской академии, что было признанием его заслуг как видного военного теоретика.
На посту главнокомандующего армиями Антанты маршал Фердинанд Фош внёс большой вклад в победу союзных государств над коалицией центральных держав во главе с кайзеровской Германией. Французский полководец, тщательно изучив горький опыт первых лет мировой войны, сумел верно спланировать ход дальнейших боевых действий на Западном фронте. Первым делом он упорядочил использование резервов, что позволило союзникам остановить немецкое наступление в Пикардии.
При принятии стратегических решений маршалу Фошу приходилось учитывать особенности французского театра военных действий: скопление миллионов воюющих людей на сравнительно тесном пространстве, сковывающее влияние позиционной войны и нагромождение всевозможной военной техники. Такого не было ни в одной из последних больших европейских войн. Фошу во многом помогли его теоретические разработки, которые он делал во время пребывания в Военной академии. Главнокомандующий прекрасно понимал, что в отличие от Русского фронта, манёвренные действия на Западном фронте после начала позиционной войны просто невозможны.
Последняя военная кампания Первой мировой войны продолжалась около восьми месяцев. С марта по июль 1918 года германские войска вели последние для них активные наступательные действия, угрожая прорваться к Парижу и приморскому городу Кале. На Западном фронте назревала кризисная для союзников ситуация. В мае германцы нанесли поражение французской армии при Шмен-де-Дам.
Главнокомандующий союзными армиями маршал Фош с завидной невозмутимостью руководил боевыми действиями на Западном фронте, и немецкое наступление, натолкнувшись в очередной раз на сильную позиционную оборону противника, постепенно выдохлось. Во время второго сражения на реке Марне союзные войска под командованием маршала Фоша обескровили наступавшие к Парижу германские армии генерал-фельдмаршала Гинденбурга. После этого союзные войска сами перешли в контрнаступление в районе Эны — Марны и восстановили положение на Западном фронте.
После этого антантовский главнокомандующий, терпеливо дождавшись прибытия американских войск, сам перешёл в решительное наступление. Заслуга маршала Фоша на заключительном этапе Первой мировой войны общепризнанна. Вместо организации широкомасштабного фронтального наступления он нанёс ряд сильных сосредоточенных ударов по центрам германских коммуникаций и нарушил их. Наступательные операции проводились методически и искусно. Особенно удачными оказались Амьенская и Сен-Миельская. Германская армия стала испытывать серьёзный недостаток продовольствия и боеприпасов.
Затем под руководством маршала Фоша было разработано ещё несколько наступательных операций: Маас (Мез) — Аргоннская, штурм «линии Гинденбурга» и во Фландрии. В такой тяжёлой ситуации германское командование начало отводить свои войска с хорошо укреплённых позиций. В итоге немецкая армия оказалась оттеснённой на последнюю её укреплённую оборонительную линию Антверпен — Брюссель — Намюр — Мезьер — Мец — Страсбург.
Маршал Фердинанд Фош довёл военные действия до логического заключения — в ноябре 1918 года союзники силой вынудили Германию просить мира. Заключённое 11 ноября перемирие было подписано на небывало тяжёлых для Германии условиях. Именно главнокомандующий армиями Антанты диктовал их на правах победителя.
В 1919 году маршал Фош был назначен президентом Высшего военного совета Франции, в том же году он получил чин фельдмаршала Британской королевской армии. Ему как главнокомандующему союзными армиями Антанты история доверила поставить последнюю точку в Первой мировой войне.
28 июня 1919 года в Версале был подписан договор, положивший конец Первой мировой войне. Под этим договором стояли подписи руководителей Франции, Великобритании, США, Италии и Японии, а также
