В началото на Първата световна война, Кирххайм става командир на рота в Хановерския Ягер батальон No 10. Със своя батальон участва в боевете на Западния фронт, където е повишен до капитан на 24 август 1914 г. В същия ден Кирххайм е прострелян в врата, докато се опитва да превземе английска батарея във Фонтейн-о-Пиер, източно от Камбре. След възстановяването си той и неговият батальон се прехвърлят в новосъздадения Алпийски корпус през май 1915 г. и е разположен с тях в Тирол, Австрия-Унгария.
Първата битка при Исонцо. Архерцог Карл посещава батальона на 27 юни и му дава значката на Еделвайс, която се носи до края на кампанията за Шако и шапката. Неговият батальон се прехвърля обратно на Западния фронт в началото на 1916 г., като участва в битката при Верден, където Кирххайм е ранен и изпратен в болницата в Шарлевил. На 15 август Кирххайм е назначен за командир на батальона. На 25 август 1918 г. Кирххайм повежда батальона си да щурмува Кемел, когато артилерийски снаряд го ранява в главата. За високите му заслуги при щурмуването на Кирххайм е изпратен на 12 май за Pour le Mérite, но не го получава. В отбранителната битка между Сома и Оиз, Кирххайм и неговият батальон отново се отличават по такъв начин, че той е предложен за втори път от своя полков командир за наградата. На 13 октомври 1918 г. Кайзер Вилхелм II издава заповед на кабинета да награди с "Пур ле Мерит" заслужилия офицер. През последните седмици от войната, Кирххайм и батальона му отново са пренасочени, този път са участвали в действия на Балканите. След отстъплението в Сърбия и Македония, те се връщат в Германия през Унгария и реките Дунав и Сава.