16 listopada 1915 awansował na stopień kapitana marynarki (Kapitänleutnant).

Po powrocie Canaris został zwerbowany do pracy w Nachrichtendienst (Geheime Nachrichtendienst der Heeres – „Tajna Służba Wywiadowcza Armii”) – wywiadzie wojskowym Cesarstwa Niemieckiego. Służył w komórce Etappe – agencji zakupów pod dowództwem komandora (Kapitän zur See) Hansa von KrohnemaChrister Jörgensen, Sekrety historii. Szpiedzy – tajna armia Hitlera, s.71., vel (Kurt von Kron)Bogusław Wołoszański, Sensacje XX wieku, II wojna światowa, s. 72., był jednak przede wszystkim agentem operacyjnym wywiadu. Prowadził dobrze zorganizowaną pracę wywiadowczą w Hiszpanii i we Włoszech. Według oficera Abwehry Richarda Protzego w Hiszpanii Canaris przyczynił się do wysadzenia w powietrze 9 brytyjskich statków oraz podburzał plemiona arabskie w Maroku i Afryce Północnej przeciwko władzom francuskim i brytyjskim. W Madrycie skutecznie zdobywał informacje na temat planowanych transportów surowców i żywności do Wielkiej Brytanii. Na ich podstawie niemieckie dowództwo marynarki precyzyjnie kierowało U-booty, które mogły każdego miesiąca zatopić statki o łącznej wyporności 600 000 BRT, co z kolei mogło zmusić Wielką Brytanię do kapitulacji.