Catlin studeerde af aan het Army War College een maand na het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog. Vervolgens werd hij de leiding gegeven over het Marine overzeese trainingskamp in Quantico, Virginia. In oktober 1917 werd Catlin naar Frankrijk gestuurd als commandant van de 6th Marines. Van 1 tot 6 juni 1918 vocht het 6e Regiment in de frontlinie van de Paris-Metz Road via Lucy-le-Bocage tot de heuvel 142. Op 6 juni 1918 met zijn regiment aanvallen Bois de Belleau
Hij werd in de borst gewond door een sluipschutter en werd de volgende dag naar het ziekenhuis gebracht. Het was de eerste keer dat hij gewond was geraakt in 28 jaar actieve dienst.