1 listopada 1916 roku został skierowany na szkolenie dla pilotów myśliwskich. Po niecałych trzech tygodniach uzyskał licencję pilota myśliwskiego i został skierowany do służby w nowo powstałej eskadrze myśliwskiej Jagdstaffel 21. W marcu 1917 roku został promowany na podporucznika lotnictwa, a 16 kwietnia odniósł swoje pierwsze zwycięstwo w jednostce. W kolejnych miesiącach zwyciężał regularnie z 14 zwycięstwem (ostatnim w Jasta 21) odniesionym 22 września.
26 września został mianowany dowódcą Königlich Württembergische Jagdstaffel Nr. 28. Obowiązki pełnił do końca wojny. Odnosząc w niej jeszcze 21 zwycięstw. Ostatnie zwycięstwo podwójne odniósł 14 października 1918 roku.
Po wojnie Po zakończeniu wojny Emil Thuy powrócił na studia oraz do pomocy w fabryce rodzinnej. Wkrótce otrzymał propozycję pracy w Fińskich Siłach Zbrojnych. Pracował tam z przerwami do 1924 roku.
Po wprowadzeniu w życie postanowień traktatu wersalskiego Niemcy mogli posiadać tylko szczątkową armię, pozbawioną w zasadzie lotnictwa. Od 1924 roku Niemcy w porozumieniu z ZSRR utworzyli tajną bazę lotniczą na terytorium Związku Radzieckiego w Lipiecku, gdzie znajdował się garnizon lotniczy i szkoła pilotów radzieckich. Emil Thuy został jednym z członków misji niemieckiej. Jego rola polegała na szkoleniu pilotów oraz oblatywaniu nowych modeli samolotów.