В дивизионе разведчиков Врангель был самой яркой фигурой. Его однополчанин, потом верный помощник генерал П.Н. Шатилов отмечал: «На маньчжурской войне Врангель инстинктивно почувствовал, что борьба – его стихия, а боевая работа – его призвание».
В 1907 году Врангель перешел в Петербурге в Конный полк. Завсегдатай Офицерского собрания, остряк и прекрасный рассказчик, поручик Врангель, как потом писали свидетели, «обыкновенно не воздерживался высказывать откровенно свои мнения», «метко» характеризовал окружающих, из-за чего «уже тогда имел недоброжелателей». Своим врагам блестящий барон-конногвардеец виделся «крайне честолюбивым, решительным, находчивым и вспыльчивым. В октябре 1911 года дополнительно к курсу Академии Генштаба Петр Врангель окончил офицерскую кавалерийскую школу. «Из меня выйдет плохой штабист, – объяснил выпускник. – Они подают советы начальству и делают вид, что довольны, когда их советами пренебрегают, а я дорожу своим мнением»».
На Великой войне П. Врангель стал первым среди офицеров кавалером ордена Святого Георгия. В сентябре 1914 года Врангель назначается начальником штаба Сводно-кавалерийской дивизии, затем – помощником командира Конного полка. В октябре государь Николай Второй «соизволил лично пожаловать за отличие» барону орден Святого Владимира 4‐й степени с бантом, а в декабре – назначить его флигель-адъютантом свиты Его Императорского Величества. Врангель получает чин полковника. В течение следующего года он сумел также заслужить Георгиевское оружие и орден Святого Владимира 3‐й степени с мечами.
Затем служба П.Н. Врангеля проходила на фронтовых командных должностях Уссурийской дивизии Забайкальского казачьего войска, в частях которого он прошел японскую войну. В январе 1917‐го произведен в генерал-майоры. При Временном правительстве Врангель руководил на фронте 7‐й кавалерийской дивизией, потом – Сводным конным корпусом. Он «награжден солдатским Георгиевским крестом IV степени за отличия, выказанные им как командиром Сводного конного корпуса, прикрывавшего отход нашей пехоты к линии реки Збруч в период с 10 по 20 июля 1917 г». Так барон стал трижды Георгиевским кавалером, учитывая и его Георгиевское оружие.
В сентябре 1917 года генерал Врангель был назначен командиром 3‐го конного корпуса, но, как гласит следующая запись в его послужном списке, «Вследствие большевистского переворота от службы врагам Родины отказался и в командование корпусом не вступил».