1914an Lehen Mundu Gerra hasi zenean, Burdenko berriro ere borondatez aurreko lerrora joan zen eta Ipar-Mendebaldeko Frontearen Gurutze Gorriaren destajuarekin bat egin zuen, Ekialdeko Prusiako Operazioan eta Vistula ibaiaren gudan parte hartuz.
-Ez da izango. Eremuetako zirujau lanak egiteaz gain, zauritutako soldaduak ere ebakuatu zituen etsaiaren suaren pean, triajeak, laguntza eta jantzi postuak antolatu zituen, baita sabela, birikak eta burezurreko zauriak zituzten soldaduentzako atal bereziak ere. Burdenkok, lehen aldiz guda eremuko medikuntzan, garuneko lesioetan lehen laguntzak eman zituen. 1915etik 1917ra kirurgia-aholkulari gisa ere lan egin zuen, lehenik Kovno eta Vilna gobernantzetan, gero 2. Armadako eta Rrigako hainbat ospitaletan. 1917ko martxoan, bataila-eremuetako mediku-ikuskatzaile nagusi izendatu zuten, baina postu hori utzi zuen maiatzean, Errusiako Behin-behineko Gobernuarekin desadostasunak izan zituelako eta frontean itzuli zen.