Боевая обстановка вскоре выявила нецелесообразность объединения разведки в одном директорате с органами военного планирования, и в декабре 1915 года она обрела самостоятельность вновь, на этот раз до 1922 года. Ответственность ДМО и ДМИ была разделена, причем первый принял на себя некоторую часть разведывательных задач. Директорат военных операций занимался планированием военных операций и собирал информацию о вооруженных силах союзников, тогда как Директорат военной разведки изучал все остальные государства, среди которых различал категории противников, возможных союзников и нейтралов. Не вполне традиционным шагом явилось выведение за штат разведки военных атташе. ДМИ не руководил ими, а лишь взаимодействовал, зато отвечал за картографию, изучение экономического положения и истории зарубежных стран, а до 1940 года и за военную цензуру. Штаб-квартира директората располагалась в Лондоне, однако группы ее офицеров обязательно были прикомандированы к заморским миссиям Британии и командованиям войск.
Начальный период войны ознаменовался увеличением штата разведки и созданием нового института руководителей миссий СИС по различным театрам военных действий. Это было ярким признаком процесса децентрализации службы и делегирования ряда полномочий представителям на ТВД, имевшим значительную оперативную самостоятельность и немалую численность подчиненного персонала. Самая компактная из всех миссий, лондонская, состояла из четырех офицеров, четырех делопроизводителей, двух машинисток и двух вспомогательных сотрудников. Типичная точка в Роттердаме была заметно крупнее и имела собственную внутреннюю структуру: военную, военно-морскую и финансовую секции. Иначе строились более крупные органы СИС на Ближнем Востоке. Размещавшаяся в Афинах Эгейская разведывательная служба (АИС) и александрийское (с 1917 года — каирское) ЕМСИБ — Особое разведывательное бюро по Восточному Средиземноморью действовали как неотъемлемый элемент аппарата главнокомандующего на ТВД и располагали сетью резидентур, а также иерархическим центральным аппаратом, типовая структура которого предусматривала наличие ряда структурных подразделений.
Существенным изъяном в доктрине СИС в рассматриваемый период являлось пренебрежение вопросами внешней контрразведки. Бывший военный моряк Камминг желал иметь как можно меньше общего с этим нереспектабельным, по его мнению, занятием, и видел задачу подчиненной службы в сборе информации, а не в борьбе с агентурой противника. Однако логика работы заставляла СИС уделять все большее внимание линии контрразведки, и она вначале стихийно, а впоследствии и вполне организованно развилась до серьезных масштабов. В аппарате МИ-1(ц) появилось Центральное бюро, задачей которого являлась обработка и систематизация получаемой от загранточек контрразведывательной информации. Впоследствии оно стало Центральной картотекой.
Помимо СИС, в рассматриваемый период времени агентурную разведку вели также две специально созданные Разведывательные группы генерального штаба и НИД. Однако их интересы не пересекались, поскольку военные действовали на тактическом уровне (по британской терминологии, что соответствует оперативному уровню по отечественной терминологии), а МИ-1(ц) занималась стратегической разведкой. Разведка Адмиралтейства и вовсе никоим образом не мешала СИС, отношения между ними были самыми тесными, и координация действий обоих разведорганов могла служить образцом взаимопонимания.
На Февральскую революцию 1917 года в Российской империи военная разведка отреагировала немедленно. Из-за оправданных опасений в верности восточной союзницы задачу сбора информации по России передали из МИ-2(ц) в МИ-3. Одновременно она стала заниматься и делами Дальнего Востока. Секция безопасности МИ-5 приняла на себя не только дела реорганизованной в 1916 году своей предшественницы МО-5, но и иные контрразведывательные задачи, ранее решавшиеся МИ-1 (б). Секция МИ-6 занималась оперативным изучением торговой политики иностранных государств, поставок оружия, а также вопросами международного права. Кроме того, в спектр ее задач по-прежнему входила работа с шифрами и кодами и контроль над подводными телеграфными кабелями. МИ-7 ведала прессой и специальной пропагандой, а также руководила Бюро военных переводчиков. В функции МИ-8 входила цензура телеграмм, радиограмм и проверка внешнеторговых контрактов, МИ-9 осуществляла ведение почтовой цензуры. В Директорате военной разведки появилась секция МИ-10, отвечавшая за контакты с иностранными военными атташе и военными миссиями. Последнее в рассматриваемом периоде изменение структуры произошло в ноябре 1918 года. Британия начала концентрировать усилия своей разведки на России, и новая секция разведки МИ-Р специализировалась на Европейской и Азиатской России, Кавказе и Дальнем Востоке. С такой структурой ДМИ вошел в мирный период своей истории.