Na začiatku prvej svetovej vojny sa Kirchheim stal veliteľom roty v Hannoverskom Jägerskom praporu č. 10. S jeho bataliónom sa zúčastnil bojov na Západnom fronte, kde bol 24. augusta 1914 povýšený na kapitána. V ten istý deň bol Kirchheim postrelený do krku, keď sa pokúsil vziať anglickú batériu vo Fontaine aux Pierre východne od Cambrai. Po zotavení sa on a jeho prapor presunuli do novo založeného Alpského zboru v máji 1915 a bol s nimi nasadený v Tirole v Rakúsko-Uhorsku, kde bojoval v prvej bitke pri Isonzo.
- Áno. Arcivojvoda Karl navštívil 27. júna prapor a dal mu odznak Edelweiss, ktorý sa nosil až do konca kampane na Shako a čiapku. Jeho prapor sa na začiatku roku 1916 premiestnil späť na západný front, kde sa zúčastnil bitky pri Verdune, kde bol Kirchheim zranený a poslaný do nemocnice Charleville. 15. augusta bol Kirchheim vymenovaný za veliteľa praporu. Dňa 25. augusta 1918 viedol Kirchheim svoj batalón k útoku na Kemmel, keď ho delostrelecký granát zranil v hlave. Za vysoké zásluhy pri útočení bol Kirchheim 12. mája predložený na Pour le Mérite, ale nedostal ho. V obranných bitkách medzi Somme a Oise sa Kirchheim a jeho prapor opäť vynorili takým spôsobom, že ho jeho veliteľ pluku druhýkrát navrhol na ocenenie. Dňa 13. októbra 1918 vydal cisár Vilém II. vládny rozkaz, ktorým udelil Pour le Mérite zaslúženému dôstojníkovi. V posledných týždňoch vojny bol Kirchheim a jeho prapor opäť premiestnený, tentoraz sa zúčastnili akcie na Balkáne. Po ústupných bojoch v Srbsku a Macedónsku sa vrátili do Nemecka cez Maďarsko a rieky Dunaj a Sava.