В марте 1915 года он отбыл на Западный фронт, где был определен в FFA 62, летавшую на двухместных разведчиках LVG B. 1. С наблюдателем, унтер-лейтенантом Тьюберном, летал на разведку вражеских позиций, отмечая цели для германской дальнобойной артиллерии.
3 июня 1915 года аэроплан Иммельмана был сбит французским летчиком, но Макс сумел приземлить свою машину позади немецкой линии обороны. Первый опыт воздушного боя оказался для будущего аса № 1 отрицательным. Но за сохранение аппарата Иммельман был награжден Железным крестом 2-го класса.
В июле он был определен в отделение истребителей «Fokker Eindekker» (впоследствии ставшее КЕК Douai) и вместе с другим пилотом, Освальдом Бельке, выполнял в его составе эскортные и истребительные задания.
Теории и практики воздушного боя еще не существовало. Поэтому без какой-либо специальной подготовки группу сразу отправили на фронт. Бельке и Иммельман вскоре зарекомендовали себя как блестящие пилоты-истребители, и благодаря их успехам на раннем этапе воздушной войны имена обоих летчиков стали известны всей Германии.
1 августа 1915 года Иммельман сбил на своем «Фоккере» первый вражеский самолет, а 26 октября 1915 года, одержав 5-ю победу, выражаясь современным языком, стал асом (сам термин появился позднее). Среди первых пяти сбитых Иммельманом аэропланов — три английских двухместных биплана BE 2c, один неопознанный французский биплан, один FB 5. Таким образом, 26 октября 1915 года Макс Иммельман стал первым летчиком, кто с одноместного аэроплана сбил 5 неприятельских машин.
Соратник и товарищ Иммельмана Освальд Бельке 5-ю официальную победу одержал 15 октября, но своего первого сбитого он низверг с небес 4 июля 1915 года, в вылете на двухместном LVG CI, когда по неприятелю стрелял наблюдатель Бельке — Ханс де Вюлиш. А вот 5-ю победу лично Бельке одержал 30 октября 1915 года, через три дня после Иммельмана. Также и Адольф Пегу формально стал асом намного раньше, но три свои первые победы он одержал на двухместном аэроплане.
К концу года он сбил еще BE 2c и «Моран-Парасоль» и его счет вырос до 7 побед, а сам он — до звания обер-лейтенанта.
12 января 1916 года, после 8-й победы, из рук кайзера Вильгельма II Макс Иммельман получил самый желанный в среде немецких офицеров орден «Pour le Merite» (вторым среди немецких летчиков), добавившийся к его Железному кресту 1-го класса, полученному в октябре предыдущего года, и Рыцарскому кресту ордена Дома Гогенцоллернов, пожалованного ему в ноябре 1915 года.
Макс Иммельман заложил основы тактики воздушного боя. Он придавал особое значение факторам высотности и скороподъемности истребителя, что необходимо для активного наступательного ведения боя. О том, что касается искусства ведения воздушного боя, сам Иммельман говорил: «Я безоружен, пока я ниже». Неоднократно он подчеркивал важность тщательной маскировки в воздухе.