Восьмого октября 1915 года Врангель был назначен командиром 1-го Нерчинского полка Забайкальского казачьего войска, сражавшегося на Юго-Западном фронте. Командир лейб-гвардии Конного полка при переводе Врангеля дал ему весьма лестную характеристику: «Выдающейся храбрости. Разбирается в обстановке прекрасно и быстро, очень находчив в тяжелой обстановке». Два месяца спустя, 8 декабря, барон был награжден орденом Святого Владимира 3-й степени с мечами.
Полк Врангеля входил в состав Уссурийской казачьей дивизии. Забайкальских казаков Петр Николаевич хорошо знал еще по Русско-японской войне, знал их сильные и слабые стороны. Первые заключались в удали и отваге, в том, что казаки были прирожденными разведчиками, любили и знали военное дело, знали и многие традиционные казачьи военные хитрости. Вторые состояли в недисциплинированности, склонности к грабежу; в случае неудачи казаки легко поддавались панике. Только сильный командир мог держать их в узде и заставить хорошо сражаться в любых условиях.
Врангель показал себя именно таким командиром. Неудивительно, что он неоднократно получает благодарности от начальника дивизии генерал-майора Александра Михайловича Крымова. Так, 29 и 30 июля 1916 года Нерчинский полк успешно выдержал трудный бой с германским 43-м пехотным полком, усиленным артиллерией. По словам Крымова, в сложной обстановке полковник Врангель показал «умелое маневрирование и управление боем». 22 августа, участвуя в атаке в Лесистых Карпатах, 1-й Нерчинский полк взял в плен 118 немцев, захватил большое количество оружия и боеприпасов, причем многие офицеры, включая Врангеля, были ранены. За это командир дивизии «от всей души» поблагодарил в приказе Петра Николаевича и его полк.
За эту атаку 1-й Нерчинский полк получил шефство цесаревича Алексея, и Врангель в середине ноября во главе депутации полка выехал в Петроград для представления «молодому шефу». Он обратил внимание на то, как изменилась обстановка в столице:
«Я выехал в Петербург в середине ноября; несколькими днями позже должны были выехать офицеры, входившие в состав депутации.
Последний раз я был в Петербурге около двух месяцев назад, когда приезжал лечиться после раны, полученной при атаке 22 августа. Общее настроение в столице еще ухудшилось со времени последнего моего посещения; во всех слоях общества чувствовались растерянность, сознание неизбежности в ближайшее время чего-то огромного и важного, к чему роковыми шагами шла Россия…»
Через несколько дней Врангель был назначен дежурным флигель-адъютантом. Во время дежурства произошла его встреча с Николаем II, которую барон описал в мемуарах:
«…Мне много раз доводилось близко видеть Государя и говорить с Ним. На всех видевших Его вблизи Государь производил впечатление чрезвычайной простоты и неизменного доброжелательства. Это впечатление являлось следствием отличительных черт характера Государя — прекрасного воспитания и чрезвычайного умения владеть собой. Ум Государя был быстрый, Он схватывал мысль собеседника с полуслова, а память его была совершенно исключительная. Он не только отлично запоминал события, но и лица, и карту; как-то, говоря о Карпатских боях, где я участвовал со своим полком, Государь вспомнил совершенно точно, в каких пунктах находилась моя дивизия в тот или иной день! При этом бои эти происходили месяца за полтора до разговора моего с Государем, и участок, занятый дивизией, на общем фронте армии имел совершенно второстепенное значение.
Я вступил в дежурство в Царском Селе в субботу, сменив флигель-адъютанта герцога Николая Лейхтенбергского. Государь в этот день завтракал у Императрицы. Мне подан был завтрак в дежурную комнату…
Обедали на половине Императрицы. Кроме меня, посторонних никого не было, и я обедал и провел вечер один в Семье Государя. Государь был весел и оживлен, подробно расспрашивал меня о полку, о последней блестящей атаке полка в Карпатах. Разговор велся частью на русском, частью, в тех случаях, когда Императрица принимала в нем участие, на французском языках. Я был поражен болезненным видом Императрицы. Она значительно осунулась за последние два месяца, что я Ее не видел. Ярко выступали красные пятна на лице. Особенно поразило меня болезненное и как бы отсутствующее выражение ее глаз. Императрица, главным образом, интересовалась организацией медицинской помощи в частях, подробно расспрашивала о новом типе только что введенных противогазов. Великие Княжны и Наследник были веселы, шутили и смеялись. Наследник, недавно назначенный шефом полка, несколько раз задавал мне вопросы — какие в полку лошади, какая форма… После обеда перешли в гостиную Императрицы, где пили кофе и просидели еще часа полтора.