Em [[1915]], ele entrou voluntariamente para o exército russo (nos destacamentos de voluntários), no 2º fronte do Cáucaso do corpo expedicionário russo. Em junho de [[1917]], ele se graduou na academia militar de Tifilis, no exército imperial russo. As unidades das quais ele fazia parte, foram desmobilizadas no mesmo ano, indo ele em seguida para o governo provisório e logo depois para a [[revolução de Outubro]]. De qualquer modo, com a criação da República democrática da Armênia em [[1918]], Bagramyan alistou-se no 3º regimento armênio da região. Após o [[Império Otomano]] assinar o tratado de [[Brest-Litovsk]] (3 de março de 1918 com a Rússia SFSR, de Abril 1, 1918) ele estava no 1 º Regimento de Cavalaria armênio, que ajudou a afastarreprimir as intenções ofensivas do Exército do Império Otomano, conquistando os restos da república nas regiões de Karaourgani e Sarıkamış. Ele participou mais notavelmente em maio de 1918 da batalha de Sardarapat, onde os militares armênios garantiram uma vitória decisiva contra as forças turcas. Ele permaneceu no regimento até maio 1920.
