В 1913 году К. К- Арцеулов был призван в армию. Однако, несмотря на то, что он имел специальность летчика, его зачислили в кавалерийскую часть. Между тем Константин Константинович всеми силами стремился в авиацию. Не желая терять летную квалификацию он, находясь на службе в кавалерии, начал строить для тренировочных полетов планер, рассчитанный для динамического парения. Начавшаяся первая мировая война заставила Арцеулова возобновить хлопоты о переводе его в авиацию. В 1915 году его желание было удовлетворено.

После короткой тренировки на боевых самолетах в Севастопольской авиационной школе и сдачи экзаменов на военного летчика Арцеулов был направлен на фронт в 18-й корпусной разведывательный авиационный отряд.

Шли ожесточенные бои. Имея численное превосходство в технике, противник все чаще и чаще применял авиацию. Арцеулов вместе с другими летчиками отряда вел самую разнообразную боевую работу. Он летал на разведку, во время которой производил воздушное фотографирование, участвовал в бомбардировочных налетах, летал ночью, корректировал

стрельбу тяжелой артиллерии. Наибольших успехов достиг Арцеулов в выполнении разведывательных полетов с попутным фотографированием местности. Глубина разведки не превышала, как правило, 40—50 километров. Однако почти на всем этом расстоянии полет приходилось выполнять под обстрелом противника с земли,, что требовало высокого мастерства самолетовождения, смелости и находчивости. Отлично владея

техникой пилотирования самолета и различными тактическими приемами, Арцеулов прорывался даже к наиболее сильно защищенным вражеским объектам. Выдающимся по своему тактическому замыслу был разведывательный полет Арцеулова над районом узловой железнодорожной станции Езерна, где были сосредоточены крупные силы немецких войск.

«Наш штаб,— вспоминает Константин Константинович,— был особенно заинтересован тем, что происходило на станции Езерна, защищенной исключительно сильным зенитным огнем. Многократные попытки разведчиков пробиться к станции оканчивались весьма неудачно. Русская авиация несла большие потери в людях и материальной части при разведывательных полетах. Несмотря на это, русское командование продолжало ставить боевую задачу по разведке станции Езерна. За удачное выполнение задания была назначена большая награда.

В это время прибыл в отряд мой товарищ по школе, опытный военный летчик. На другой же день он вылетел на разведку станции Езерна. Мы видели, как он смело, прямым курсом пошел на станцию. Начался ожесточенный обстрел, и он скрылся из наших глаз, окутанный разрывами зениток. С боевого задания летчик не вернулся. Я сделал вывод, что такой разведывательный полет вряд ли может принести успех. Надо было как-то обмануть врага и внезапно налететь на станцию».

На другой день Арцеулов получил задание сфотографировать один из районов позиций противника. Вылетев с наблюдателем, он поднялся на высоту порядка 1500—1600 метров. Выполняя боевое задание, летчик все время держал под наблюдением находившуюся невдалеке станцию Езерна. Окончив выполнение задания, Арцеулов, зная, что у наблюдателя осталась неиспользованной фотопленка, решил прорваться к станции Езерна и сфотографировать этот трудно доступный объект. Набрав предельную высоту и используя солнце, Арцеулов неожиданно появился над станцией. Об этом своем полете Константин Константинович рассказывает так: «К станции мы подошли на высоте 1600—1700 метров. Летим. Зенитки молчат. Наблюдатель быстро производит фотосъемку. «Висим» над Езерной, продолжаем снимать, а выстрелов нет. Я думал, что немцы не сразу нас заметили благодаря тому, что зашли мы со стороны солнца.

Лишь когда мы прошли над станцией и повернули обратно, тяжелые зенитки открыли по нашему самолету массированный огонь. Я услышал или, вернее, ощутил страшный по силе удар. На мгновение потерял ориентировку. Разрыв снаряда, который сильно меня оглушил, пробил левую плоскость. Все небо сверху и внизу было покрыто зенитными разрывами. Я заметил облачко и, хотя в облаках мы еще никогда не летали из-за отсутствия соответствующих навигационных приборов, все же решил уйти в это облачко. Этот маневр и спас нас. Когда я «вывалился» из облачка, разрывы зениток были уже в стороне. Немцы потеряли цель. Обнаружив снова мой самолет, они опять открыли огонь, но эффективность его была уже значительно меньше».

Продолжая маневрировать, Арцеулов благополучно вышел из зоны обстрела и вернулся на свой аэродром. Блестяще выполнив боевое задание, он привез командованию ценнейшие сведения.

За время своего пребывания на фронте Арцеулов совершил 240 боевых вылетов и провел более 20 воздушных боев.

В 1916 году были сформированы специальные части истребительной авиации. Арцеулова, проявившего в боевых полетах смелость, мужество и высокое летное мастерство, зачислили в формирующийся истребительный отряд и командировали в Москву для получения самолетов-истребителей.

В Москве Константин Константинович встретился с уже известным в то время выдающимся русским военным летчиком-новатором Евграфом Николаевичем Крутенем, который с той же целью, что и Арцеулов, был командирован с фронта в Москву. Арцеулову и Крутеню в ходе приемки было поручено провести испытание самолетов-истребителей «Моска-2» и «Моска-бис» и лицензионных самолетов завода «Дуке» для определения их летных и боевых качеств. Успешно закончив работу, Арцеулов и Крутень возвратились на фронт.

Боевой опыт прапорщика Арцеулова и отличное владение им техникой пилотирования обратили на себя внимание командования, и в мае 1916 года Арцеулову поручают формирование истребительного отделения, которое было решено создать при Севастопольской авиационной школе военных летчиков.