10 февраля 1914 года Киевское общество воздухоплавания отметило Нестерова за научную разработку вопроса о глубоких кренах и за осуществленную им «мертвую петлю», присудив ему золотую медаль Общества. Позже Киевское руководство от лица города вручило отважному пилоту-новатору памятный золотой жетон, с которым Петр Николаевич никогда не расставался.
В августе 1914 года Петр Николаевич был произведен в штабс-капитаны и назначен начальником 11-го авиационного отряда. С началом Первой мировой войны он отбыл на Юго-Западный фронт. Осуществлял воздушную разведку, выполнил одну из первых в России бомбардировок артиллерийскими снарядами.
За время Первой мировой войны штабс-капитан совершил 28 боевых вылетов. За несколько дней до гибели был награжден своим третьим орденом – Св. Владимира IV степени.
8 сентября 1914 года над городом Жолква Петр Николаевич таранным ударом разрушил двухместный «Альбатрос», в котором находились австрийские летчики: пилот Франц Малина и наблюдатель барон Фридрих фон Розенталь. Австрийцы вели воздушную разведку. «Альбатрос» пытался уйти от столкновения, но Нестеров настиг их и ударил колесами своего «Морана» сверху. Оба аэроплана упали на землю, все летчики погибли.
Петр Николаевич похоронен в Киеве на Лукьяновском кладбище.
Нестеров не собирался уничтожать разведывательный неприятельский самолет ценой собственной жизни. К воздушной катастрофе привело то, что он использовал в последнем полете не свой аэроплан, который в тот день оказался неисправен, а более тяжелую, хотя и однотипную, машину другого летчика.
В «Акте расследования по обстоятельствам геройской кончины начальника 11-го корпусного авиационного отряда» указывалось: «Штабс-капитан Нестеров уже давно выражал мнение, что является возможным сбить неприятельский воздушный аппарат ударами сверху колесами собственной машины по поддерживающим поверхностям неприятельского аппарата, причем допускал возможность благополучного исхода для таранящего летчика».
Штабс-капитан П. Н. Нестеров был награжден орденом Св. Георгия IV степени (23.04.1915), орденами Св. Владимира IV степени, Св. Анны III степени, Св. Станислава III степени.
В 1914 году на месте гибели Петра Нестерова в городе Жолкве Львовской области был сооружен монумент. В советское время город Жолква носил имя Нестеров. Позднее, в 1980 году, здесь построили мемориал памяти героя-авиатора. В 1990-е годы мемориал был разрушен. Именем русского авиатора названы корабли и самолеты, улицы и переулки в городах Москва, Санкт-Петербург, Гатчина, Минск и Нижний Новгород, установлены памятники в Киеве и Нижнем Новгороде. Имя «Нестеров» присвоено астероиду № 3071. Учрежден международный кубок Нестерова по высшему пилотажу.
Основоположники воздушного боя
Адольф Селестен ПЕГУ (Celestin Adolphe Pegoud) – французский пионер авиации, первый ас в истории, одержавший первые три победы вместе со стрелком-наблюдателем.
Адольф