Mustafa Kemal Atatürk, lúc làm tư lệnh của Quân đội,(1918).

Năm 1911, chiến tranh nổ ra giữa Đế chế Ottoman và Ý nhằm giành vùng Trablusgarp (Libya ngày nay).

Trong trận Tobruk (hay còn gọi trận đánh tại đồi Nadura) ngày 22 tháng 12 năm 1911, Đại úy Mustafa Kemal thống lĩnh gần 200 liên quân Thổ Nhĩ Kỳ - Lybia đã đẩy lùi cuộc tấn công của hơn 2000 lính Ý, ngăn cản ý đồ xâm chiếm hải cảng chiến lược ở phía Đông biển Địa Trung Hải này. Ông được trao quyền chỉ huy ở Derne ngày 6 tháng 3 năm 1912. Cuối cùng, quân Ý vẫn giành chiến thắng trung cuộc.

Tháng 12 năm 1912, cuộc Chiến tranh Balkan lần thứ nhất nổ ra, Mustafa Kemal được điều động về Constantinopolis để nghênh chiến với quân Bulgaria ở Gallipoli và Bolyir. Mustafal Kemal đóng vai trò quan trọng trong cuộc tái chiếm cố đô Edirne và Didymoteicho trong cuộc Chiến tranh Balkan lần thứ hai.

Đến năm 1913, ông được bổ nhiệm đến Sofia với sứ mệnh tùy viên quân sự, nhưng thực chất là nhằm lôi ông tránh xa những mưu đồ chính trị.

Mustafa Kemal được nâng đến hàm trung tá năm 1914 khi Chiến tranh thế giới thứ nhất nổ ra và nắm quyền chỉ huy Trung đoàn 19, thuộc Quân đoàn 5 bố trí ở bán đảo Dardanelles. Tư lệnh tối cao là Thống chế Otto Liman von Sanders.

Khi Hội đồng Chiến tranh Anh quyết định sử dụng hạm đội liên hợp Anh-Pháp, mục đích là pháo kích và chiếm các pháo đài của Thổ Nhĩ Kỳ dọc bán đảo Gallipoli, sau đó sẽ tiến đến chiếm kinh đô Constantinopolis buộc Đế chế Ottoman phải đầu hàng và, cuối cùng, mở đường biển tiếp viện cho Nga.

Khoảng 19-25 tháng 2, trong một cuộc đụng độ giữa các lực lượng trú phòng Thổ và quân trinh sát Anh, một trung sĩ 20 tuổi tên Mehmet (sau này có tên đầy đủ là Mehmet Hasanoğlu), khi súng trường của anh bị kẹt, đã lấy đá để tấn công quân địch. Mustafa Kemal lập tức nắm lấy cơ hội này và phổ biến câu truyện cho toàn quân nhằm nâng cao sĩ khí, đồng thời ra đời tên gọi "Mehmetçik" cho đến ngày nay vẫn sử dụng khi chỉ binh lính Thổ.

Sau các cuộc tấn công đơn độc bằng lực lượng hải quân lần lượt thất bại, quân Đồng Minh quyết định tiến hành cuộc đổ bộ lớn nhất trong Chiến tranh thế giới thứ nhất. Vị trí của Mustafa Kemal nằm ngay giữa trung tâm của cuộc tấn công, đối mặt với quân ANZACS (Australian and New Zealand Army Corps), một lực lượng không những áp đảo về số lượng và vũ trang mà còn được sự hỗ trợ của chiến thuyền từ biển. Trong đợt 1 của chiến dịch tính từ ngày 25 tháng 4 năm 1915, nhiều cuộc chiến đẫm máu diễn ra nhằm dành đỉnh Chanuk Bair được biết đến là "Cuộc đua giành cao điểm". Đây là một trong những mục tiêu quan trọng nhất quyết định thành công hay thất bại của cả hai phe tham chiến. Đến đợt 2 bắt đầu từ ngày 6 tháng 5, do tình hình chiến sự căng thẳng, Mustafa Kemal hầu như chỉ cách chiến tuyền đầu chưa đầy 300 mét. Ông chỉ huy trong suốt cuộc đổ bộ ở vịnh Anzac, và nhiều trận đánh quan trọng khác như trận đồi Scimitar, trận Chanuk Bair, trận Sari Bair. Mustafa nói với binh sĩ:

Tôi không ra lệnh cho anh em tấn công, tôi ra lệnh cho anh em phải chết. Trong lúc chúng ta ngã xuống, những binh sĩ và chỉ huy khác sẽ đến thay thế.

Nhờ những chỉ đạo tài tình và cương quyết của Mustafa đã góp phần đẩy lùi đà tiến quân của lực lượng Đồng Minh và đưa cuộc chiến vào trạng thái bế tắc. Trước những thiệt hại nặng nề và nhu cầu quân lực ở Mặt trận phía Tây, quân Đồng Minh buộc phải rút quân.

Trận Gallipoli không những là một trong những giây phút anh dũng và quả cảm nhất trong lịch sử của người Thổ mà còn đem lại niềm tin và hy vọng cho quốc gia này đang trong thời điểm lụi tàn: một chiến thắng vang dội sau chuỗi những thất bại. Đó là "cú thở gắt cuối cùng" của Đế chế Ottoman. Đối với Mustafa Kemal, tuy chưa nổi tiếng trong nước song đã được cả đồng nghiệp lẫn kẻ địch công nhận là một trong những tướng lĩnh tuyến đầu xuất sắc nhất.

Nhiều sử gia cho rằng Enver Pasha đã cố ý trỳ hoãn việc nâng hàm cho Mustafa Kemal, lúc này đã là đại tá.

Dù sao, khi được thuyên chuyển đến Mặt trận Caucasus năm 1916 để nắm quyền chỉ huy Quân đoàn 2, Mustafa Kemal đã được thăng lên hàm thiếu tướng. Tình hình ở đây khác hẳn Gallipoli, khi binh lính Thổ hăng hái chiến đấu bảo vệ tổ quốc. Người Armenia, chiếm đại đa số trong khu vực muốn thành lập quốc gia riêng của mình, chán ghét chính quyền Ottoman và chuyển sang hỗ trợ cho quân Nga. Đường tiếp tế liên tục bị tấn công, cộng với hàng trăm ngàn dân tản cư thuộc sắc tộc Kurd, vốn có mâu thuẫn sâu sắc với người Armenia. Mặc dầu vậy, Mustafa Kemal nhanh chóng vực dậy tinh thần quân sĩ và không cho quân Nga lấn sâu hơn. Ông tập trung thời gian đi thăm nom các thương bệnh binh và giúp đỡ dân tị nạn, cải thiện đời sống của nhân dân.

Do những nỗ lực và cống hiến trên, Mustafa Kemal được trao tặng huân chương Kiếm Vàng Imtiyaz.

Không lâu sau Mustafa Kemal lại được thuyên chuyển xuống lãnh đạo Quân đoàn 7 trong chiến dịch Palestine. Ông đụng độ với kẻ thù cũ là quân đội Anh của tướng Edmund Allenby (với lực lượng nòng cốt là các đơn vị của Ai Cập, Ấn Độ và ANZACS), và lại dưới quyền chỉ huy của Thống chế Đức Otto Liman von Sanders. Ông tích cực nghiên cứu bản đồ chiến sự và thị sát các mặt trận và nắm rõ thực lực địch-ta. Tại Syria không hề có sự hiện diện của thống đốc hay chính phụ dân sự. Khắp nơi, gián điệp ngầm của Anh cài vào do thám và tiến hành tuyên truyền ly khai, tổ chức Cuộc khởi nghĩa của dân Ả Rập. Dân chúng nói chung không còn thiết tha gì ngoại trừ chờ trực quân Anh đến càng sớm càng tốt. Khi Mustafa Kemal rút lui đến Jordan tổng số quân đào ngũ đã xấp xỉ 300000. Ông bày tỏ sự thất vọng trước sự yếu kém về khâu lãnh đạo trong một bức điện tín cho Sultan Ottoman:

Đây đã có thể là một cuộc rút lui có tổ chức nếu như không phải rơi vào tay những tên dốt nát như Enver Pasha hay Cevet Pasha, kẻ nắm quyền từ 5-10000 quân sĩ mà bỏ chạy như gà cắt tiết khi nghe tiếng súng nổ; hoặc Cemal Pasha, người mà không bao giờ nắm được tình hình chiến trường. Và cuối cùng nếu không phải là phía trên họ là một ban tham mưu (Otto Liman von Sanders) làm hỏng tất cả ngay trong ngày đầu tiên. Bây giờ thì chẳng còn gì có thể làm nữa ngoại trừ đình chiến và chấp nhận hòa bình.

Khi cuộc chiến tranh đã đi dần đến hồi kết thúc, Mustafa Kemal chuyển từ chiến đấu chống quân Đồng Minh sang chống lại sự tan rã của đế chế.

Trước tình thế chiến trường và chính trị bất lợi cho phía Đế chế Ottoman, Mustafa Kemal vẫn cương quyết chiến đấu, vừa đánh vừa rút nhằm bảo toàn những gì còn lại ở phía nam của đế chế. Chính đường biên giới được hoạch định sau đó còn được giữ gìn đến ngày nay cho Thỗ Nhĩ Kỳ có nhiều đóng góp của ông.