De Eerste Wereldoorlog is een zeer belangrijke fase in de historiek van het domein. Tijdens de Eerste Wereldoorlog richtten militairen binnen het domein Cabour diverse installaties in: rond het kasteel werd een militair hospitaal opgericht, in de oostelijke hoek van het domein werd een waterwinningssysteem geïnstalleerd, terwijl er in de duinen verdedigingsstellingen werden uitgebouwd. Het tracé van enkele wegen, waaronder de centrale toegangsweg tot het domein, de Cabourweg en de Veldstraat (oude Burgweg) dateert eveneens uit de Eerste Wereldoorlog.
In april 1915 werd een militair hospitaal opgericht met barakken die rond het jachtpaviljoen opgesteld werden. Het hospitaal bestond uit negentien paviljoenen voor gewonden, met een capaciteit van 500 bedden en drie paviljoenen voor het verplegend personeel. In het totaal ging het dus om 22 demonteerbare houten barakken, die vervaardigd waren door de gebroeders Hamon in Parijs. Het operatiekwartier werd ingericht in het stenen jachtpaviljoen, de enige vaste constructie.
Het chirurgische hospitaal, aangeduid met 'Hôpital de la grande chirurgie', was er gekomen op initiatief van medisch inspecteur-generaal Mélis. Opmerkelijk is dat Mélis dit militaire hospitaal liet oprichten op nauwelijks 10 kilometer van het grote hospitaal 'L’Océan' van het Rode Kruis in De Panne, dat onder leiding stond van Dokter Depage. Wellicht speelden de goede verbindingen, het uitgestrekte terrein en de nabijheid van de strategisch belangrijke haven van Duinkerke een rol.
Het militaire hospitaal van Cabour stond onder leiding van Dr. Derache, die zich liet bijstaan door een team van twaalf artsen, drie apothekers, drie beheerders, ongeveer 60 verpleegsters en een handvol voor de velddienst ongeschikte soldaten. De medische uitrusting van het hospitaal werd deels gerealiseerd aan de hand van giften. De belangrijkste donatie bestond uit een complete zaal voor radiografisch onderzoek, aan de instelling geschonken door Madame Curie. Tussen de ingebruikname van het chirurgische hospitaal op 26 april 1915 en de sluiting ervan op 12 maart 1917 werden er 3.324 patiënten verzorgd, waarvan 2.811 patiënten met oorlogswonden. Dit betekent een gemiddelde van vijf gewonden per dag.
Op 12 maart 1917 werd de chirurgische afdeling van Cabour overgebracht naar een nieuw hospitaal in Beveren-aan-de-IJzer. Dr. Derache en zijn ploeg werden op de nieuwe locatie tewerkgesteld, op nauwelijks negen kilometer van het front gelegen. Dit hospitaal was gebouwd volgens richtlijnen van Dr. Derache, die onder meer voorzag dat de paviljoenen door gangen met mekaar verbonden waren.
De sectie die te Cabour achterbleef vormde men om tot een algemeen hospitaal onder de naam 'Cabour Médical'. Het geheel kwam onder leiding van dokter Nolf. De formatie deed nu dienst als centrum voor de opvang en verzorging van zieke soldaten en slachtoffers van gasaanvallen. De eerste patiënten arriveerden in april 1917. Vanaf augustus 1917 werden de eerste slachtoffers van het mosterdgas binnengebracht. Vooral tijdens de epidemie van de Spaanse Griep bewees het hospitaal zijn diensten. Op 27 april 1918 kwamen de eerste grieppatiënten binnen, in totaal zouden er 1200 slachtoffers van deze ziekte in 'Cabour Médical' verzorgd worden.
Het hospitaal had geen begraafplaats. De gestorven militairen werden naar de begraafplaats van Adinkerke overgebracht.
Het terrein van Cabour was vermoedelijk reeds vanaf 1915 in staat van verdediging gebracht. Het lag op de uiterste lijn van het zwaar geschut richting IJzerfront en vormde een onderdeel van de vooruitgeschoven verdediging van de havenstad Duinkerke. Het terrein was uitgerust met luchtafweergeschut. Uit de geschreven bronnen weten we dat het terrein in diverse fasen werd versterkt en dit zowel door Belgische als Franse troepen. Wie de sector controleerde, is niet altijd duidelijk. Met de voorbereiding van het Britse offensief nam het Britse leger in april 1917 de controle over de sector Nieuwpoort van de Belgen over. Tijdens het Duitse offensief van april 1918 werd de verdediging verder uitgebouwd door het Franse leger. De laatste ingrepen van het voorjaar 1918 zijn nog het best gekend, niet alleen door enkele vermeldingen maar ook door de beschikbare luchtfoto's.
De goed uitgewerkte verdediging op deze plaats kan enigszins verbazen. We dienen deze verdediging te zien als een onderdeel van de voorversterking van de havenstad Duinkerke. Het geheel werkte in combinatie met de onderwaterzettingen enerzijds van de Moeren en anderzijds van het areaal bezijden het Kanaal Duinkerke-Veurne, die beide vanuit Duinkerke kon gerealiseerd worden. Hierdoor waren de hoger gelegen duinengebieden voor de Duitse aanvaller de enige weg om de haven van Duinkerke via de kust te bereiken. Het concept van de verdediging van dit duinengebied van Cabour is dan ook vermoedelijk door de Fransen uitgewerkt. Het geheel loopt trouwens verder op Frans grondgebied.
Over het ontstaan van de waterwinning op het domein Cabour tijdens de Eerste Wereldoorlog zijn de tot nu toe gevonden historische bronnen bijzonder schaars. Britse eenheden van het 4de leger stonden in de periode tussen juli en november 1917 in voor de uitbouw van een uitgebreid waterwinningssysteem vanuit Duinkerke richting Nieuwpoort en Veurne. Wellicht werd het domein Cabour niet opgenomen in dit Brits systeem, maar liggen Belgische eenheden aan de basis van de uitbouw van een beperkte waterwinning, onder leiding van majoor Van Meenen. Onder meer het Belgische hoofdkwartier van Houtem en het koninklijke verblijf in Sint-Flora zouden vanuit Cabour van water voorzien zijn. Vermoedelijk kon het militaire hospitaal van Cabour in zijn eigen waterwinning voorzien.