Tras comenzar la guerra como oficial de la caballería, Lothar fue transferido al servicio aéreo alemán del ejército (Luftstreitkräfte) en 1915, consiguiendo ser destinado a la Jasta 11 que mandaba su hermano Manfred.

Lothar voló durante el período de la dominación alemana conocido como Abril Sangriento en 1917 y al comienzo de mayo había anotado ya 16 victorias.

Manfred consideraba a su hermano algo imprudente, describiéndolo como un "tirador" más que "cazador".

Ball murió, pero Lothar sobrevivió y fue acreditado con la victoria aunque probablemente el avión inglés se haya desorientado y perdido el control.

El 14 de mayo le concedieron la Pour le Mérite, pero sus lesiones lo dejaron fuera de combate durante cinco meses.