Na začátku první světové války se Kirchheim stal velitelem roty v Hannoverském Jagerském praporu č. 10. Se svým praporem se zúčastnil bojů na západní frontě, kde byl 24. srpna 1914 povýšen na kapitána. Ve stejný den byl Kirchheim postřelen do krku při pokusu o převzetí anglické baterie u Fontaine aux Pierre východně od Cambrai. Po zotavení se v květnu 1915 přenesl se svým praporem do nově založeného Alpského sboru a byl s nimi nasazen v Tirolsku v Rakousko-Uhersku, kde bojoval v první bitvě o Isonzo.
- Ne, ne. Arcivévoda Karel navštívil 27. června prapor a dal mu odznak Edelweiss, který byl nosen až do konce tažení na Shako a čepici. Jeho prapor se na začátku roku 1916 přestěhoval zpět na západní frontu, kde se zúčastnil bitvy u Verdunu, kde byl Kirchheim zraněn a poslán do nemocnice Charleville. 15. srpna byl Kirchheim jmenován velitelem praporu. Dne 25. srpna 1918 vedl Kirchheim svůj prapor k útoku na Kemmel, když ho dělostřelecký granát zranil v hlavě. Za své vysoké zásluhy při útoku na Kirchheim byl 12. května předložen k udělení Pour le Mérite, ale nedostal ho. V obranných bitvách mezi Sommou a Oise se Kirchheim a jeho prapor opět vyznačili takovým způsobem, že byl jeho velitelem pluku navržen podruhé na ocenění. Dne 13. října 1918 vydal císař Vilém II. vládní příkaz, aby udělil Pour le Mérite zaslouženému důstojníkovi. V posledních týdnech války byl Kirchheim a jeho prapor opět přesídlen, tentokrát na Balkáně. Po ústupových bojích v Srbsku a Makedonii se vrátili do Německa přes Maďarsko a řeky Dunaj a Sava.