Quando fu istituito il sorteggio obbligatorio, si registrò regolarmente, tuttavia non ne attese gli esiti e si arruolò volontario prendendo servizio il 7 settembre del 1917 nella compagnia B del 110° reggimento di fanteria, parte della 28ª divisione in organizzazione a Camp Hancock, Georgia.

ll 24 aprile 1918, il 110° reggimento venne trasferito a Camp Merritt dove ricevette l’equipaggiamento da utilizzare in Europa e furono svolti gli ultimi esami di idoneità fisica; il primo maggio venne eseguita l’ultima rassegna ed il giorno successivo le truppe raggiunsero il porto di Hoboken dove l’intera divisione venne imbarcata su quattro transatlantici della marina inglese.

Paolo salì a bordo del City of Calcutta che andò ad unirsi ad un grosso convoglio composto da quindici imbarcazioni che trasportava truppe (circa 30.000 uomini) e rifornimenti; dopo due settimane di navigazione senza incidenti arrivò a Liverpool per trasferirsi in treno a Dover e quindi in chiatta a Calais dove giunse nel primo pomeriggio del 18 maggio.

Una volta in Francia, il 110° venne assegnato per l’addestramento inizialmente agli inglesi del Twenty-fifth Northumberland Fusiliers, con il primo battaglione accampato a Blequin, quindi, dopo meno di un mese, si rimise in movimento per mettersi a disposizione delle truppe francesi ad est di Parigi acquarienterandosi a Vivantes.

Trascorso il mese di giugno ed in previsione di un nuovo sfondamento tedesco lungo la Marna, il quartier generale venne avanzato a La Fosse Farm, nel settore di Confremaux e le compagnie B e C del 110°, insieme alle compagnie L e M del 109° passarono sotto il comando del 113°reggimento di fanteria francese presidiando gli avamposti tra la sponda del fiume e la ferrovia retrostante. Alla compagnia B venne assegnata una zona di primissima linea ad ovest del villaggio di Sauvigny.

Quando il 15 luglio a mezzanotte si scatenò l’offensiva, le quattro compagnie americane furono investite in pieno dalla violenza del bombardamento e quindi, a partire dalle tre del mattino, dalle ondate d’assalto della fanteria tedesca. Nonostante il cedimento delle  linee francesi alla loro destra ne comportò di fatto l’isolamento, i difensori riuscirono a resistere, ripiegando verso le posizioni di Bois de Condé verso le otto del mattino e riuscendo a rompere l’accerchiamento a costo di gravi perdite nel primo pomeriggio.

La spinta tedesca diminuì verso sera ed il giorno successivo l’avanzata fu completamente contenuta. I sopravvvissuti delle compagni B e C si ricompattarono con il resto del reggimento nelle retrovie mentre gli alleati davano inizio alla grande controffensiva per la riduzione del saliente di Château Thierry che avrebbe rappresentato lo spartiacque della guerra.

Dopo aver ricevuto circa quattrocento uomini di rinforzi ed aver riorganizzato i servizi, alle cinque del mattino del 27 luglio, il 110° attraversò la Marna sotto una pioggia battente e proseguì attraverso Forêt de Fere per sostituire il 156° reggimento francese in prima linea nelle vicinanze di Courmont di fronte alle difese tedesche posizionate su un piccolo rilievo coperto di vegetazione chiamato Bois de Grimpettes che dominava il fiume Ourcq.

I combattimenti proseguirono senza sosta nei giorni successivi, con i tedeschi in ritirata e gli alleati all’inseguimento; la notte tra il 30 e 31 luglio la 28ª divisione cedette l’iniziativa alla 32ª per poi riprendere posizione in prima linea dopo una settimana inizialmente a sudovest di Fismes, lungo il fiume Vesle, quindi più ad est oltre il villaggio di Villette.

Il 18 agosto 1918 verso le 10 di sera, Paolo Mastropieri si trovava di pattuglia in un cortile di una casa diroccata nei pressi di Magneux quando venne investito dall’esplosione di un colpo di mortaio. I suoi compagni lo trasportarono immediatamente al punto di pronto soccorso nelle retrovie dove arrivò già morto. Il suo corpo oggi riposa a Fere-en-Tardenois nel cimitero Americano.