Dans ses nouvelles fonctions, il donne les premiers ordres pour aménager la rive droite de la Meuse et renforcer les défenses de Verdun en février 1916.
En 1917, il est envoyé en mission en Russie puis revient prendre le commandement de l’armée de l’Est. Décoré de la Médaille Militaire, il participe enfin à la grande offensive de 1918, emportant la victoire à Colmar et à Strasbourg.
Au terme de la Grande Guerre, Castelnau aura donné trois de ses fils à la France.
Maintenu en activité sans limite d’âge, il se retire petit à petit de la carrière militaire et devient député de l’Aveyron. Il s’éteint à l’âge de 91 ans, à Montastruc la Conseillère.
Son fils Xavier, entré à Saint-Cyr en 1912, en sort sous-lieutenant en 1914 et rejoint le 4e Bataillon de Chasseurs à Pieds.
Il sert alors sous les ordres de son père et participe à la bataille de Morhange au cours de laquelle, ayant pris la tête de sa compagnie, il trouve une mort glorieuse.
A son tour, il a honoré le fameux « serment de 14 » prêté par des Saint-Cyriens de sa promotion, « la Montmirail ». Deux autres de ses frères tomberont également au cours de la grande guerre.
L’un et l’autre Saint-Cyriens à quarante trois ans d’écart, le général et le lieutenant de Castelnau incarnent à eux deux toutes les facettes de l’Officier français.
Le premier, homme d’action autant que de réflexion, fut l’un des piliers de la victoire de 1918. Il demeure l’exemple même du grand chef, animé de la plus solide volonté de vaincre, aimé et respecté.
Le second, associé au serment de 1914, reflète la jeunesse et le panache qui caractérise l’esprit de la Spéciale dans le don sans retour de sa personne et dans la pureté du dernier geste.
Ensemble, ils incarnent la fidélité à la France, le don de soi et la plénitude du métier d’officier. A travers eux doit être rappelé le sacrifice de centaines de milliers de familles françaises qui auront donné un père ou des fils pour la défense de la patrie.