Jako Artur Żymierski był delegatem Komendy Okręgu I Armii Polskiej we Lwowie i w tym samym roku został komendantem okręgu lwowskiego Polskich Drużyn Strzeleckich.
Legiony Polskie i I wojna światowa mały|upright|lewo|Michał Żymierski jako oficer Legionów Polskich W lipcu 1914 Żymierski, jako oficer rezerwy otrzymał wezwanie do wojska i został wysłany na front serbski. Złożył wówczas podanie o przeniesienie do 2 kompanii kadrowej Legionów Polskich. Przeniesienie do Galicji miał otrzymać w ciągu miesiąca, jednak nie chcąc czekać, Żymierski na własną rękę przedostał się do nowej jednostki. Podczas I wojny światowej służył w Legionach Polskich, początkowo jako dowódca kompanii i batalionu I Brygady. Walczył m.in. pod Laskami i w okolicach Twierdzy Dęblin, gdzie 23 października 1914 został ciężko ranny i do lipca 1915 przebywał w wiedeńskim Allgemeines Krankenhaus na rekonwalescencji. 28 grudnia 1914 szpital w Wiedniu wizytował arcyksiążę Karol Stefan, z którym Żymierski zamienił kilka słów. Latem 1915 w stopniu majora był komendantem Polskiej Organizacji Wojskowej, od 1916 dowódcą pułków w I i II Brygadzie. Od lipca 1917, po kryzysie przysięgowym w stopniu podpułkownika został dowódcą 2 pułku piechoty w Polskim Korpusie Posiłkowym.