thumb|Parada Zwycięstwa nad Czerwonymi, Helsinki 1918 W czasie I wojny światowej był dowódcą związków taktycznych i dowódcą korpusu kawalerii. Został odznaczony Orderem Świętego Jerzego, awansowany do stopnia generała-majora, a następnie 22 kwietnia 1917, po rewolucji lutowej i obaleniu caratu, do stopnia generała-lejtnanta.
Przewrót bolszewicki (rewolucja październikowa) zakończył jego służbę w armii rosyjskiej. W grudniu 1917 Mannerheim powrócił do Finlandii, która walczyła o niepodległość. Senat powierzył mu zadanie sformowania armii fińskiej i przywrócenia porządku w kraju. Po uzyskaniu przez Finlandię niepodległości (6 grudnia 1917) został mianowany naczelnym dowódcą wojsk fińskich (1917–1918). Pełnił też funkcję regenta Królestwa Finlandii od 12 grudnia 1918. W 1918 roku otrzymał niemieckie odznaczenie wojskowe – Krzyż Żelazny.