Александр Николаевич Прокофьев-Северский окончил Морской кадетский корпус в декабре 1914 года в чине мичмана. К тому времени он самостоятельно научился летать, поскольку его отец, певец оперетты и владелец театра (Северский — его сценический псевдоним), был одним из первых самолетовладельцев в России и пилотом-любителем, членом Петербургского аэроклуба, а в войну летал на «Илье Муромце».
В июле 1915 года Прокофьев окончил Севастопольскую авиационную школу для подготовки летчиков морской авиации. Во время вылета на бомбометание в Рижском заливе 15 июля 1915 года Прокофьев атаковал германскую канонерскую лодку, но был сбит зенитной артиллерией. Пуля попала в одну из бомб. Взрывом летчик-наблюдатель унтер-офицер Андрей Блинов был убит, а сам Прокофьев тяжело ранен, но спасся, поскольку его подобрал русский эсминец. В госпитале ему ампутировали правую ногу ниже колена, но Прокофьев научился летать с протезом.
С начала 1916 года он работал на петербургском заводе 1-го Российского товарищества воздухоплавания в качестве наблюдателя за постройкой и испытанием гидросамолетов, предназначенных для авиации Балтийского флота. В это время Прокофьев начал работать в качестве конструктора. Он, в частности, изобрел лыжи для летающих лодок Григоровича, что позволило использовать их круглый год.
Однажды во время показательных полётов Прокофьев без разрешения заменил отсутствовавшего лётчика. Узнав об этом, Николай II захотел сам увидеть его. Морской офицер продемонстрировал прекрасную строевую выправку, предстает перед императором. Тот осторожно спрашивает о протезе. Получив утвердительный ответ, царь без колебаний разрешил Прокофьеву летать. 21 июня/4 июля 1916 года на гидросамолете М-9 он сбил свой первый самолет Albatros С 1а.
28 ноября 1916 года Прокофьев был удостоен Георгиевского оружия. В феврале 1917 года его произвели за отличия в лейтенанты. 12/25 октября 1917 года «за отличие в делах против неприятеля» Прокофьев был произведен в чин старшего лейтенанта (соответствовал армейскому капитану) и награжден орденом Св. Георгия 4-й степени за то, что 27 сентября (10 октября) сбил два немецких самолета, а 1/14 октября, при эвакуации с Эзеля, вынужденный посадить свой самолет из-за поломки мотора на территории, занятой немцами, он, сняв с самолета пулемет и ряд инструментов, 16 км. шел к своим и сумел перейти линию фронта. Всего Прокофьев одержал 13 побед.
В сентябре 1917 года Прокофьеву предложили место помощника атташе по делам Военно-морского флота в русском посольстве в США. Тогда он отказался от этого предложения, оставшись, по просьбе командования, на фронте. Но после захвата власти большевиками и последовавшего за тем разложения в авиации и на флоте решил воспользоваться этой возможностью, чтобы навсегда покинуть страну. Прокофьев прибыл в США в марте 1918 года и поступил на службу в русское посольство в Вашингтоне. Тогда же он изменил свою труднопроизносимую для иностранцев двойную фамилию и стал просто Александром де Северским.