После окончания войны предполагалось, что Антон Иванович получит должность начальника штаба дивизии, однако пока шло долгое путешествие через охваченную революцией Сибирь (где офицерам пришлось фактически захватить поезд, чтобы прорваться в центральную Россию), все вакантные места были распределены. После долгих выяснений ему предложили временную должность штаб-офицера в штабе 2-го кавалерийского корпуса в знакомом ему Варшавском военном округе. Временное назначение продлилось целый год. Обостренное чувство справедливости снова взыграло в Деникине, он написал не совсем корректное прошение в Генштаб, откуда получил предложение стать начальником штаба 8-й Сибирской дивизии. В телеграмме было приписано: «В случае отказа он будет вычеркнут из кандидатского списка». На что Антон Иванович послал еще менее корректную телеграмму: «Я не желаю», после чего ему предложили уже нормальную должность начальника штаба 57-й резервной бригады в Саратове.
В это время Деникин продолжил активно выступать в военной прессе с публицистическими статьями. Одни из них касались военной жизни, другие описывали события русско-японской войны, третьи были посвящены анализу причин неудач на полях Маньчжурии и недостаточности начатых военных реформ. Как и многие либерально мыслящие военные, Антон Иванович возлагал надежды на обновление, призывая сделать ставку на офицерские кадры (улучшить систему отбора и дать возможность для творческой инициативы), а также обратить внимание на развитие авиации и автотранспорта. Накануне Первой мировой Деникин писал, что Россия не готова к будущей войне («Новая война была бы для нас несчастьем»), а потому полагал, что «бедной темной стране нашей теперь, на заре обновленного государственного строя, более чем когда-либо нужны мир и процветание». Стоит отметить, что основное внимание он уделял политике на Дальнем Востоке, явно преувеличивая военную угрозу со стороны Китая.
Положение бригады (дивизии) в 8-й армии было совершенно особое. Железным стрелкам почти не приходилось принимать участия в позиционном стоянии, временами длительном и скучном. Обычно после кровопролитного боя бригада выводилась Брусиловым в «резерв командующего армией» для того лишь, чтобы через два-три дня опять быть брошенной на чью-либо выручку в самое пекло боя, в прорыв или в хаос отступающих частей. Мы несли часто большие потери и переменили таким порядком четырнадцать корпусов. И я с гордостью отмечаю, что Железная дивизия заслужила почетное звание «пожарной команды» 8-й армии.
А. И. Деникин.
В 1910 г. Деникин получил в командование 17-й пехотный Архангелогородский полк, а в начале 1914 г. стал исполняющим должность генерала для поручений при штабе Киевского военного округа. В июне 1914 г. ему присвоили чин генерал-майора.
С началом Первой мировой войны Деникин оказался на Юго-западном фронте, который сражался против австро-венгерских войск. Изначально он занял должность генерал-квартирмейстера 8-й армии генерала А. А. Брусилова, которая находилась на левом крыле и вместе с 3-й армией Н. В. Рузского в начале августа развила наступление в Восточной Галиции. Поскольку австрийцы наносили основной удар севернее, то там и разгорелись основные сражения, а потому продвижение войск Брусилова в первые дни не встречало сопротивления. В середине августа на реке Гнилая Липа Рузский при поддержке Брусилова разбил относительно слабые австрийские силы и занял Львов.
Деникину не нравилась штабная работа, он рвался в бой и выбил себе назначение командиром 4-й стрелковой бригады, призванной «железной»: во время русско-турецкой войны 1877–1878 гг. она входила в состав отряда генерала Гурко, который вел ожесточенные бои на Шипке. В руках Антона Ивановича эта бригада вновь одержала ряд блистательных побед.
Долгое время 4-я стрелковая бригада находилась во взаимодействии с не менее доблестными 12-й кавалерийской дивизией А. М. Каледина и 48-й пехотной дивизией Л. Г. Корнилова, а начальником штаба фронта до марта 1915 г. был генерал М. В. Алексеев. Все они потом станут во главе Белого движения на Юге России.
Прекрасно образованный офицер, прошедший боевую школу у Ренненкампфа и Мищенко, Деникин во главе бригады оказался на своем месте: он был по праву одним из лучших бригадных и дивизионных командиров той войны. В начале сентября 1914 г. его части приняли участие в боях у Гродека, отражая попытку австрийцев ударом во фланг 8-й армии одержать реванш. За эти события он был награжден Георгиевским оружием: «За то, что вы в боях с 8 по 12 сент. 1914 г. у Гродека с выдающимся искусством и мужеством отбивали отчаянные атаки превосходного в силах противника, особенно настойчивые 11 сент., при стремлении австрийцев прорвать центр корпуса; а утром 12 сент. сами перешли с бригадой в решительное наступление».
В сентябре бригада Деникина участвовала в дальнейшем преследовании разбитых австрийцев, которые всем фронтом отступали за р. Сан. Однако вскоре ситуация кардинально изменилась: немцы вместе со своими союзниками предприняли бросок на Варшаву, в то время как австрийцы начали собственное наступление в Галиции. Так начались кровавые бои на р. Сан и у Хырова, которые шли весь октябрь и завершились общим обходом противника. В них «железная бригада» проявила чудеса отваги и мужества. Так, 11 (24) октября без всякой артиллерийской подготовки Деникин прорвал линии обороны противника и, настрочив быструю телеграмму «Бьем и гоним австрийцев», начал преследование, в ходе которого захватил с. Горный Лужок. Для противника прорыв русских был столь неожиданным, что вызвал панику в тылу. Более того, в Горном Лужке находился штаб группы эрцгерцога Франца-Иосифа, который еле успел избежать пленения. Успех бригады Деникина оказал важное содействие общему продвижению армии, а сам Антон Иванович был награжден орденом Св. Георгия 4-й ст.
В конце октября противник начал отходить по всему фронту, и 8-я армия вышла к Карпатам. Если в ноябре основные операции разворачивались в районе Лодзи (неудачная попытка вторгнуться в Германию) и в направлении на Краков, то Брусилову ставилась в общем-то пассивная задача: действовать в Карпатах, обеспечивая левый фланг всего фронта от возможных неожиданностей со стороны Венгрии. Брусилов решил занять Карпатские перевалы. Так начались упорные бои в Карпатах, которые с переменным успехом шли вплоть до апреля 1915 г. Бригада Деникина активно перебрасывалась с одного участка на другой, обеспечивая продвижение русских войск. За сражения января 1915 г. Деникин был награжден орденом Св. Георгия 3-й степени. Как указывалось в приказе о награждении: «Находясь в составе 2-го кавалерийского корпуса и лично руководя действиями вверенной ему 4-й стрелковой бригады, под сильным и действительным огнем выбил противника, проявившего огромное упорство, из ряда окопов и отбросил его за р. Сан на участке Смольник – Журавин. Овладением важнейшими в тактическом отношении, сильно укрепленными высотами 761–703–710 настолько способствовал победоносному успеху всей Лутовиской операции, что без овладения этими высотами упомянутый успех был бы невозможен. Трофеи: 8 пулеметов и свыше 2000 пленных».
Генерал Деникин в Одессе. Сентябрь 1919 г.