Moltke määramine kindralstaabi juhiks tekitas kuulujutte, nagu oleks ta selle koha saanud tänu oma kuulsa onu nimele ja sõprusele keisriga. Sellele kohale oli teisigi väärt kandidaate: Hans Hartwig von Beseler, Karl von Bülow ja vabahärra Wilhelm Leopold Colmar von der Goltz. Väidetavalt oli Beseler Schlieffenile liiga lähedane selleks, et tema ametikoht endale saada, aga Bülow ja von der Goltz olid Wilhelmi meelest liiga iseseisvad.
Moltke pooldas Esimese maailmasõja alguses Schlieffeni plaani järgimist, mis tähendas Saksa vägede hiiglaslikku tiibmanöövrit Pariisile. Kuid esimestel sõjakäikudel saavutatud edust tiivustatuna hülgas ta selle ja püüdis Prantsusmaa pealinnani otserünnakuga jõuda. See tõi kaasa Esimese Marne'i lahingu, kus Saksamaa lüüa sai. Pärast seda Moltke tagandati kindralstaabi ülema kohalt ja ta elas üle närvivapustuse. Tema asemel hakkas Saksa kindralstaapi juhtima Erich von Falkenhayn.
Kaks aastat hiljem ta suri. Surm saabus marssal von der Goltzi matustel, kes oli kaks kuud varem Bagdadis surnud.
