В начале войны Бадольо, будучи уже подполковником, занимал должность начальника оперативного отдела штаба 2-й армии, а затем был переведен начальником штаба 4-й дивизии, действующей в районе Горицы. В марте 1916 года итальянские войска, пытаясь облегчить положение союзников под Верденом, провели новое наступление в Горицком направлении. В ходе кровопролитного сражения Пьетро Бадольо был дважды ранен, но частный успех его подразделения не мог изменить общего положения на фронте. Однако он был замечен и произведен в полковники.
С мая 1916 года полковник Бадольо получил под свое командование 78-й пехотный полк и был назначен советником начальника итальянского Генерального штаба генерала Армандо Диаса. За время войны Бадольо быстро продвигался по службе. Он отличился в ряде сражений, особенно в операции у горы Саботино в ходе сражения на Изонцо 7—17 августа 1916 года. Здесь он во главе 78-го пехотного полка, двух батальонов 58-го и 115-го пехотных полков и двух саперных рот атаковал горный массив Саботино и выбил занимавшие его австро-венгерские части. В том же году был произведен в генерал-майоры, в 1917 году участвовал в военных действиях в горной Италии, а затем некоторое время командовал артиллерийским корпусом. Итальянцы завязли в тяжелых боях с австро-венгерской армией, и боевые действия быстро приняли позиционный характер. В ноябре 1917 года Бадольо назначается заместителем начальника штаба Верховного командования. На него была возложена большая часть штабной работы при подготовке наступления итальянской армии. Он был представителем Италии на подписании перемирия. В 1919 году он сменил Диаса на посту начальника Генерального штаба.
После войны представлял Италию на Международном совете в Париже; получил титул маркиза Саботино. С ноября 1919 года Бадольо занимает должность чрезвычайного комиссара в Венеции. Через два года Пьетро Бадольо вышел в отставку и был направлен послом в Бразилию.
Несмотря на то что Бадольо был убежденным противником фашистского движения, Муссолини после прихода к власти уговорил его вернуться в Генеральный штаб. В 1926 году дуче присвоил Пьетро Бадольо звание маршала. Но Бадольо так и не смог сработаться с Муссолини. Бадольо требовал создания единого органа управления всеми вооруженными силами Италии; Муссолини же хотел сосредоточить все военные министерства в своих руках и распоряжаться ими единолично, имея Генеральный штаб только в качестве совещательного органа. В 1928 году Бадольо был отправлен с глаз долой на должность генерал-губернатора Ливии, где и прослужил до 1933 года.
В 1933 году маршал Бадольо в третий раз за свою жизнь стал начальником итальянского Генерального штаба. В 1934 году совет министров принял закон о военной подготовке нации и программу перевооружения армии, предусматривавшую увеличение артиллерии и создание первых танковых дивизий.
В январе следующего года Муссолини подписал с французским премьер-министром Лавалем секретный протокол о совместных военных действиях в случае нападения Третьего рейха на Австрию. Кроме того, Италия и Франция поделили сферы влияния в Африке, что позволило Муссолини 3 октября 1935 года развязать войну в Эфиопии.
Несмотря на полное отсутствие современного вооружения (танков и авиации), используя в основном тактику партизанских действий, эфиопские войска смогли дать достойный отпор корпусам генерала де Боно. Де Боно был снят, а главнокомандующим итальянскими войсками был назначен Бадольо. Однако прибытие маршала на фронт не только ничего не изменило, более того, с декабря эфиопские войска перешли в контрнаступление. В сражении под Аксумом они разгромили итальянскую моторизованную колонну и уничтожили много танков. Чтобы изменить ситуацию в пользу итальянских войск, Муссолини отдает приказ о применении против эфиопских войск горчичного газа. Используя его в сочетании с массированными налетами авиации, итальянским войскам удалось 5 мая 1936 года занять столицу Эфиопии Аддис-Абебу. А 1 июня 1936 года Бенито Муссолини объявил об образовании итальянской колонии в Восточной Африке. Маршал Бадольо был назначен вице-королем и получил титул герцога Аддис-Абебского.
На следующий год Бадольо возвращается в Рим, где продолжает работу в генштабе. Его новой задачей стала координация действий итальянского корпуса в Испании, посланного Муссолини в помощь генералу Франко. Боевые действия итальянского контингента в Испании в очередной раз продемонстрировали неподготовленность итальянской армии к современной войне.