Efter udbruddet af 1. verdenskrig avancerede han 9. august 1915 til kontreadmiral (Rear Admiral) under 2. slagkrydser-eskadre (Battle Cruiser Squadron) og senere 1. slagkrydser-eskadre, hvormed han deltog i søslaget ved Helgoland 17. november 1917. Den 15. marts 1918 blev Phillimore udnævnt som Admiral Commanding Aircraft med flagskib HMS Furious, som da var ombygget til hangarskib med flydæk både forrest og bagerst. Efter admiral David Beattys tilladelse gik Phillimore i gang med at planlægge et flyangreb mod luftskibsbasen i Tønder og han udstak sine angrebsordrer til de deltagende piloter. Det 3. angrebsforsøg, den såkaldte operation F7, igangsattes kl. 3 om morgenen den 19. juli 1918, hvor 2 eskadrer Sopwith Camel-fly lettede fra dækket af HMS Furious og nåede til Tønder, hvor de satte luftskibene L 54 og L 60 i brand.