Po wybuchu I wojny światowej brał najpierw udział w walkach wraz ze swoim pułkiem w neutralnej Belgii o twierdzę Namur, następnie we Francji. Tam brał udział w bitwach pod St. Quentin, nad Marną i pod Reims, a także w bitwach w Artois i Flandrii. W połowie listopada 1914 roku jego pododdział przystąpił do walk pozycyjnych pod Ypres. Podczas wznowionych walk nad Artois Buch dowodził przez krótki czas 63 pułkiem rezerwowym artylerii, po czym wrócił do 4 pułku artylerii polowej. 22 marca 1916 został awansowany do stopnia majora. Pod koniec roku trafił do Dowództwa Generalnego XXII Korpusu Rezerwowego i został od 1 czerwca 1918 dowódcą 7 pułku artylerii polowej. Za swoje zasługi w czasie wojny otrzymał Krzyż Żelazny II i I klasy oraz Order Hohenzollernów z Mieczami.
Po zakończeniu wojny, demobilizacji i rozwiązaniu jego pułku, 31 stycznia 1920 roku Buch otrzymał awans na stopień podpułkownika, odchodząc ze służby wojskowej. Następnie przeszedł do służby w policji i był tam aż do przejścia na emeryturę w dniu 1 kwietnia 1924 komendantem policji w Kassel.