Экспедиция должна была пройти по средиземноморскому побережью, к заливу Акаба, и до южного края Мертвого моря, по Синайской пустыне (а возвращался Лоуренс через вади Итм, посетив по дороге Петру, добрался до станции Маан и по железной дороге доехал до Дамаска). Научная часть обернулась разочарованием — следов сорокалетнего пребывания евреев они там не нашли; однако, наблюдая за методами Ньюкомба, Лоуренс получил немало полезного опыта в составлении карт и разведке на местности. Несколько позже, возвращаясь после очередного сезона, они с Вулли по просьбе Ньюкомба отправятся через горы Таурус, чтобы выяснить как можно больше о железной дороге, которую строят там немцы. Вернувшись в Оксфорд летом 1914 года, исследователи засели за отчет под названием «Синайская пустыня», рассчитывая завершить его и в следующем году начать новый сезон раскопок. Однако все планы перечеркнула война.
Лоуренс, вероятно, пытался поступить добровольцем в армию, но был забракован по росту; обратившись к Ньюкомбу и к Хогарту за содействием, он получает место в географическом отделе Генерального штаба, где заканчивает карты Синайского полуострова. Ему присваивают звание временного второго лейтенанта-переводчика (что-то вроде младшего лейтенанта). После вступления в войну Турции было решено усилить разведывательную службу в Каире, и Лоуренса направили туда (уже капитаном) вместе с Вулли, Джорджем Ллойдом, Обри Гербертом и Ньюкомбом. Сначала он там, по его собственным словам, «точит карандаши и моет бутылки, а также иногда пишет географические заметки». Но вскоре его востоковедческий опыт оказывается как нельзя кстати — Лоуренс составляет сводки о боевом расположении неприятеля, опрашивает пленных, собирает сведения о повстанческом движении, работает над картами, изучает данные аэрофотосъемки.
«Нас встретил светловолосый офицер с большой головой и маленьким телом, вытянутым лицом и горящими голубыми глазами, постоянно в движении. Он едва касался земли, когда шел… Мы отметили скрытность в его взгляде и недомолвки в разговоре, но сам разговор был глубоким, строгим и точным, обнаруживающим тонкий ум и тщательное владение предметом», — описывает его в то время один из посетителей. Другой, впрочем, отзывается о нем иначе: «Слишком рано избалован успехом и слишком высоко себя ценит. Прочитал мне лекцию о еврейских колониях, о духе народа, о чувствах арабов… Он из породы миссионеров».
За усердную работу в каирском штабе Лоуренс удостаивается ордена Почетного легиона; за внешний вид — неофициального звания «самого неряшливого офицера британской армии». Он удивляет друзей, по деталям одежды и по выговору определяя, откуда родом допрашиваемый им собеседник, и раздражает старших по званию, открыто поправляя их промахи и проявляя чрезмерный энтузиазм к начавшемуся восстанию арабов. Его посылают в Афины для связи с левантинской ветвью британской разведки, а позже в Кут-эль-Амара, чтобы предложить туркам взятку за снятие осады с гарнизона Тауншенда (а заодно прощупать почву для возможного восстания среди арабского населения). По итогам поездки в Месопотамию он пишет доклад, в котором критикует качество типографского шрифта, способы приставания к стенке барж, недостатки системы маневрирования вагонов, отсутствие соответствующих складов медикаментов, а кстати, и ведение военных операций в целом. «Мы были убеждены, — вспоминает один из офицеров, — что если Мюррей прочтет доклад, то его постигнет удар, и мы лишимся нашего командующего. Поэтому в срочном порядке мы засели за переделку доклада, выкидывая из него самые рискованные места…» Между тем самого Лоуренса угнетает рутина штабной работы: «Мы здесь сидим и ничего не делаем», — пишет он домой, а ведь, пока он отсиживается в кабинете, два его младших брата, прослужив всего ничего, еще в 1915 году погибли на Западном фронте — Фрэнк в мае, а Уилл в сентябре.
Осенью 1917 года Лоуренс переходит из Генерального штаба в Арабское Бюро — отдел разведслужбы, возглавляемый Хогартом, отвечающий за связь с арабами на Ближнем Востоке. В качестве первого задания он, номинально пребывая в отпуске, отправляется в Хиджаз с целью встретиться с сыновьями эмира Хуссейна, оценить их характеры и намерения. Начиная с этих пор, Лоуренс постепенно становится одной из ключевых фигур службы разведки и связи с арабским движением на Среднем Востоке, советником и представителем принца Фейсала, сына Хуссейна, участвует в разработке и осуществлении военных и тактических операций. Пройдя на арабском фронте всю войну, он, наконец, вместе с объединенными силами арабских регулярных и иррегулярных частей, доходит до Дамаска, покинутого разбитой турецкой армией.