Весной 1915 года Павел Булыгин окончил курс классической мужской гимназии, а в сентябре поступает в Школу Прапорщиков, созданную в годы Первой Мировой войны на базе Александровского Военного Училища, которую оканчивает 1 января 1916 года по 1-му разряду с зачислением по армейской пехоте со старшинством.

С 6 января 1916 года Прапорщик П. П. Булыгин зачислен в Запасной батальон Лейб-Гвардии Петроградского полка младшим офицером.

Проведя Пасху в кругу семьи, в родовом имении родителей (село Михайловское Гороховецкого уезда Владимирской губернии), он в июне этого же года проходит военные сборы в лагерях под Красным Селом, находящемся в пригороде Петрограда.

В июле 1916 года Прапорщик П. П. Булыгин направляется в свой полк в составе Действующей Армии, который ведёт бои на реке Стоход. 1 августа он прибывает к месту службы и вступает во временное командование 15-й ротой.

С 3 сентября по 4 октября Прапорщик П. П. Булыгин участвует в боях на Владимир-Волынском направлении, которые вела Особая Армия, в состав которой входил Лейб-Гвардии Петроградский полк.

Уже в самом первом своём бою у деревни Шельвов, произошедшим 3 сентября 1916 года, он сумел отличиться, за что был награждён Орденом Св. Анны 4-й степени и холодным оружием с надписью «За храбрость». (Приказ по Особой Армии от 28.10.1916 г. за № 172.) В этом же месяце в деле под Владимир-Волынским Подпоручик П. П. Булыгин получил своё первое ранение и после излечения убыл в отпуск на родину, откуда отправился на долечивание в один из санаториев Кисловодска.

Новый 1917 год П. П. Булыгин проводит в кругу семьи в Гороховце, после чего направляется в Петроград для дальнейшего продолжения службы, где зачисляется в Запасной батальон Лейб-Гвардии Петроградского полка.

Февральская революция застала П. П. Булыгина в Петрограде. С её началом он берёт краткосрочный отпуск продолжительностью с 10 марта по 18 апреля. Но, явившись в срок в свой батальон, он не находит общего языка с солдатским комитетом, результатом чего явилось его исключение из списков полка и направление в распоряжение Штаба Петроградского военного Округа. (Постановление от 5 мая 1917 года.)

В это же самое время Начальником Царскосельского гарнизона и Комендантом Александровского Дворца, где под арестом находилась Царская Семья, становится Полковник Лейб-Гвардии Петроградского полка Е. С. Кобылинский, адъютантом к которому и назначается Штабс-Капитан П. П. Булыгин. Но находиться в адъютантской должности ему долго не пришлось. Из-за своих крайне монархических взглядов, он пробыл в таковой всего 6 дней, после чего был вынужден бежать и с июня по ноябрь 1917 года скрываться в имении своих родителей в селе Михайловском.

В начале декабря Штабс-Капитан П. П. Булыгин пробирается в Харакс (Крым), где в то время находилась Вдовствующая Императрица Мария Федоровна, во дворце которой ему показывают письмо Государя из Тобольска, в котором Он называет Полковника Е. С. Кобылинского Своим последним другом.

В этом же месяце в Новочеркасске П. П. Булыгин вступает в Добровольческую Армию, вместе с которой совершает 1-й Кубанский Ледяной поход (Ростов на Дону – Екатеринодар – станица Мечетинская), длившийся с 9-го февраля по 30 апреля 1918 года.

Из-за легкого ранения в ногу первые числа мая П. П. Булыгин проводит в госпитале, откуда с фальшивым паспортом на имя «свободного художника» отправляется с рекомендательным письмом к бывшему депутату Государственной Думы В. В. Шульгину, который в то время проживал в Киеве. Встретившись с ним, П. П. Булыгин получил от него пароль и разъяснения о том, как связаться с В. И. Гурко и А. В. Кривошеиным – руководителями находящегося в Москве «Национального центра».

Из воспоминаний П. П. Булыгина «В Екатеринбургской тюрьме»: