Po przystąpieniu Stanów Zjednoczonych do I wojny światowej Andrews został awansowany na majora stanu wojny 5 sierpnia 1917 r. i został przydzielony pomimo sprzeciwu swojego przełożonego w kawalerii do Sekcji Lotniczej Korpusu Sygnałowego USA. Po służbie w Waszyngtonie w biurze głównego oficera sygnałowego pomiędzy 26 września 1917 r. a 25 kwietnia 1918 r. Andrews udał się do Rockwell Field w Kalifornii na szkolenie lotnicze. Tam zdobył status Junior Military Aviator w wieku 34 lat. Podobnie jak w przypadku prawie wszystkich oficerów w środkowym okresie kariery wojskowej, wyszczególnionych w Sekcji Lotniczej, Andrews nie walczył we Francji, ale pracował jako administrator w ogromnym ośrodku szkoleniowym stworzonym w celu zapewnienia nowych pilotów dla rozwijających się amerykańskich jednostek lotniczych. Dowodził różnymi bazami szkoleniowymi w Teksasie i na Florydzie oraz służył w dziale planów wojennych Sztabu Generalnego Armii w Waszyngtonie. Po wojnie zastąpił gen. Billy’ego Mitchella jako oficer lotniczy armii okupacyjnej w Niemczech, którą dowodził jego teść, generał Allen. Podczas pobytu w Niemczech Andrews otrzymał zatwierdzenie na stałe jego stopnia majora, kiedy Ustawa o obronie narodowej z 1920 r. weszła w życie 1 lipca.