1917年，在他刚刚步入军校时，欧战正酣，他曾这样写道：“我神往于历史所载的英烈事迹，恨不能成为古人，好驰骋疆场，一显男儿身手。”在学到飞行技术后，他迫切要求参战。1918年秋，陈纳德被派到纽约长岛的米契尔飞机场，作为第46战斗机队的副官，准备乘船开赴法国，参加欧战。
此时，欧洲这时的局势已十分明朗，德奥同盟已趋瓦解，不久德国投降。陈纳德和军队刚刚行军一半，出洋船只已奉命全部停驶，并立即原路折回。陈纳德深感遗憾：当英雄的美梦化成了泡影。
一战结束，硝烟熄灭，军人已无用武之地。1920年，陈被美陆军新成立的航空组织录用为军官，他为有机会在陆军航空队中建功立业而感到欣喜。尤其在20年代中期，建立航空部队还处于尝试之中，而对于一位优秀的战斗机驾驶员来说，就更有希望了。照常理，起码他可以得到上校的永久性军衔，甚至有望升为将军。在尔后的17年中，他一直在空中生活，以飞机为伴，并潜心钻研各种新的战术。
飞机虽然在第一次世界大战中被使用，但战后一直未被人们充分利用，空军的作用也没有引起足够的重视。正是在这一时期，陈纳德不断地总结驾驶战斗机经验，大胆探索出一套空战理论，对意大利理论家杜黑的“轰炸至上”论提出了挑战，阐述了在作战中战斗机与轰炸机并重的新思想。他提出，在空战中为了迅速得知敌机来犯的准确消息，必须在地面建立一套系统的通讯情报网络，建立机场指挥所。他还主张建立战斗机长程飞行制度和加强战斗机的火力配备，以完成进攻性任务；主张战斗机防御中应特别重视进攻性轰炸战斗机的作用，并创立和完善了编组追击战术。陈纳德将他的空战理论大胆用于进行实战演习，取得极大成功，引起五角大楼的关注。