Салоникский фронт был открыт в конце 1915 года, чтобы помочь сербской армии, атакованной в этот момент с двух сторон - австро-германскими войсками и вступившими в войну болгарами. Сербам пришлось отступить через Албанию к морю, затем их армия была реорганизована на острове Корфу и перевезена на этот фронт. К шести сербским добавились четыре французских и пять английских дивизий, позднее одну дивизию высадили также итальянцы. Император Николай II очень серьёзно относился к традиционной миссии России по защите единоверных славян на Балканах и потому со Своей стороны решил направить в Салоники две Особые бригады (2-ю и 4-ю).
С 16 января 1916 года (по новому стилю) находившиеся здесь части пяти наций образовали «Восточную армию» под руководством французского генерала М. Саррайля. Им противостояли одна германская и девять болгарских дивизий. Войска Салоникского фронта должны были перейти в общее наступление, но болгары опередили их и 17 августа сами атаковали сербов. На помощь союзное командование спешно выдвигало все имевшиеся под рукой части, в том числе и 2-ю Особую бригаду, не успевшую ещё завершить своего сосредоточения. Фактически у Дитерихса на тот момент в наличии были лишь Штаб бригады и 3-й Особый полк, с которыми он 6 сентября выступил на фронт. 10 сентября русские части имели первое боевое столкновение с болгарами, выбив их из села Мокрени. Остановив неприятеля, союзные силы перешли в контрнаступление, имея своей целью освобождение города Монастырь (или Битоль) - крупного центра в Южной Македонии. Бригада Дитерихса вместе с сербскими и французскими частями оказалась на острие главного удара.
Наступать приходилось в чрезвычайно тяжёлых условиях, по едва проходимым горным тропам, при постоянных перебоях со снабжением продовольствием и боеприпасами. Несмотря на это, русские и французские части быстро продвигались вперёд и 17 сентября освободили Флорину. Французское командование высоко оценило порыв и самопожертвование русских: 19 октября 1916 года 3-й Особый пехотный полк за бои с 9 по 26 сентября был награждён Военным крестом с пальмовой ветвью на знамя полка. К этому времени подтянулся, наконец, и 4-й Особый полк, так что в результате перегруппировки генерал Дитерихс вступил в командование отрядом (в составе своей бригады и полка французских зуавов), именуемым во французских оперативных документах «Франко-Русской дивизией».
После короткой передышки войска возобновили наступление. Русские части вместе со всеми преследовали неприятеля, пока внезапно вечером 4 октября не наткнулись на сильно укреплённые Негочанские позиции. Их атаки 5-го, а затем и 14 октября закончились безрезультатно и стоили бригаде, как и приданным французским частям, тяжёлых жертв. Болгарские окопы были заранее подготовлены и густо оплетены колючей проволокой, так что артиллерии отряда оказалось явно недостаточно, чтобы проделать в ней широкие проходы. Вот когда сказался просчёт русской Ставки, пославшей за рубеж одну лишь пехоту, без приданных ей артиллерийских и сапёрных подразделений. Насыщенность артиллерией союзных войск на Салоникском фронте была гораздо ниже, чем на Западном, и в этой обстановке неудивительно, что русские при распределении артчастей оказались на положении «пасынков». К тому же потери от боевых действий и развившихся в непривычном климате болезней превысили 50%, и к 7 ноября под ружьём оставалось в 3-м полку - 1 423 человека и в 4-м - 1 396 человек. Оставшиеся люди были очень утомлены.
Но жертвы русских солдат оказались не напрасными. Пользуясь тем, что значительные силы болгар были прочно скованы действиями русской бригады, сербы взяли штурмом высоту Каймакчалан и к 10 ноября создали угрозу путям отхода болгар из Битоля. 16 ноября болгары начали общее отступление на север. Генерал Дитерихс немедленно организовал преследование, так что именно русским выпала честь утром 19 ноября первыми вступить в Битоль. Сербский престолонаследник, Королевич Александр, прибывший через два дня в освобождённый город, выразил особую признательность русским войскам и в ознаменование их заслуг пожаловал Дитерихсу высокий боевой орден. Довольно напыщенной фразой отметил подвиги русской бригады в своём приказе и генерал Саррайль: «Русские, в греческих горах, как на сербской равнине, ваша легендарная храбрость никогда не изменяла вам».
С освобождением Битоля общее наступление союзников закончилось, и войска начали устраиваться на занятых позициях, готовясь к зиме. В октябре в Салоники прибыла также и 4-я Особая бригада. Командовавший ею генерал Леонтьев считался равноправным с Дитерихсом начальником, и общего командования русскими войсками на Салоникском фронте предусмотрено не было. Это положение оказывалось явно ненормальным.