Con lo scoppio della prima guerra mondiale sul fronte italo-austriaco, Besta è chiamato a dirigere l'Ospedale Militare di S. Ambrogio a Milano con il grado di Maggiore medico dell'esercito e consulente neurologo. Desideroso di raccogliere in un'unica sede i feriti di guerra del sistema nervoso, dirige dal 1915 al 1918 il Centro Neurochirurgico della Guastalla, nato anche per sua iniziativa. Egli si dedica allo studio e al trattamento dei cerebrolesi, i quali offrivano ampio materiale sperimentale per la ricerca fisiopatologica cerebrale umana.