Окончив ее, он начал летать, но тут произошло несчастье. На борту его самолета случайно взорвалась бомба. Александр оказался в госпитале, где врачи ампутировали ему ногу, опасаясь гангрены. Казалось, на карьере военного летчика можно было ставить крест, но Прокофьев-Северский решил не сдаваться. Поставив протез, он стал упорно тренироваться, и уже скоро мог кататься на коньках. Но никто не верил, что пилот без ноги может летать. Чтобы доказать обратное, молодой летчик на летающей лодке М-9 пролетел под Николаевским мостом в Петрограде. Кстати, этот эпизод был повторен в советском фильме «Валерий Чкалов», где под мостом в Ленинграде пролетел советский летчик, хотя, вопреки легенде, Валерий Павлович никогда этого не делал. А вот полет Прокофьева-Северского вызвал сенсацию. Начальник воздушных сил Балтфлота, контр-адмирал Адриан Непенин, решив не наказывать удальца за проступок, отправил доклад Николаю II, в котором просил «высочайшего разрешения» для мичмана на боевые полеты. Резолюция царя была короткой: «Читал. Восхищен. Пусть летает. Николай».

Оказавшись на фронте, Александр в возрасте всего 23-х лет стал одним из самых известных асов русской авиации. Он был произведен в лейтенанты и получил золотой кортик с надписью «За храбрость», а потом орден Святого Георгия. Известность он получил еще и благодаря ценным изобретениям в морской авиации. Он, в частности, создал лыжные шасси для «летающих лодок», чтобы зимой самолеты могли садиться на льду Балтики. Предлагал подвижную установку пулеметов, бронеплиты для защиты экипажа.

В сентябре 1917 года ему предложили место помощника военно-морского атташе в русском посольстве в США. Сначала он оказался, предпочитая остаться на фронте. Но власть захватили большевики, офицеров убивали, армия разваливалась. И тогда герой-летчик решил покинуть страну. В Сибири его поезд был остановлен красноармейцами, которые собрались его расстрелять. К счастью, Прокофьева-Северского по протезу узнал один из матросов, который отговорил «братишек» убивать героя войны. Протез при этом не только помог ему спасти жизнь, но оказался еще и тайником, в котором беглец вывез за границу царские ордена и деньги.