Intrapresa la carriera militare come ufficiale del Regio Esercito, assegnato all'arma di fanteria prende parte alla Guerra italo-turca e nel 1915 consegue il brevetto di pilota militare, venendo destinato alla scuola di pilotaggio di Pisa come istruttore e ottenendo, su domanda, di essere inviato al fronte solo nel 1916.
Il Tenente Zapelloni viene assegnato nell'agosto 1916 alla 13ª Squadriglia da Bombardamento di Comina (Friuli-Venezia Giulia), equipaggiata con i lenti e pesanti Caproni Ca.32, un facile bersaglio per i veloci ed agili caccia austriaci, seppe letteralmente invertire le parti con una manovra consistente nel lasciarsi prendere in scia dall'avversario per poi impostare una rapida cabrata accompagnata dal blocco dei motori, la conseguente perdita di quota e di velocità del suo aereo, portato quasi in stallo, costringeva i caccia nemici, impossibilitati a cambiar di rotta e ridurre la velocità in tempo utile, a sorvolarlo portandosi così a tiro anche della mitragliatrice prodiera del bombardiere. Nominato rapidamente capitano il 10 aprile 1917 assumerà il comando della 13ª che, ai suoi ordini, sarà l'unica squadriglia ad aver partecipato con tutti i suoi effettivi a tutte le missioni assegnatele senza subire perdite.
A questo periodo risalgono le sue prime esperienze di volo notturno, in principio da solo e quindi in gruppo, che culmineranno la notte tra il 26 ed il 27 giugno 1917 in un «volo notturno di esercitazione, istruzione e impiego», durante il quale comandando una formazione di 3 Caproni Ca.33 bombarderà Nabresina (oggi Aurisina) e il campo di Prosecco (Trieste). I piloti che parteciparono all'azione vennero insigniti di medaglia d'argento al valor militare.
Successivamente collaborerà alla pianificazione, preparazione ed esecuzione delle missioni di bombardamento ideate da Gabriele D'Annunzio del porto e dell'arsenale di Pola, la più importante base navale austriaca sull'Adriatico, cui prenderà poi parte lo stesso Vate. La notte tra il 2 ed il 3 agosto 1917 dagli aeroporti di Comina, Campoformido e di Aviano decollarono 36 Caproni, con un carico di 8 tonnellate di esplosivo, 12 apparecchi saranno costretti a rientrare per avarie tecniche prima di raggiungere l'obiettivo, gli altri 20 porteranno a termine la missione senza subire perdite. La stessa azione sarà ripetuta la notte successiva e poi ancora la notte tra l'8 ed il 9 agosto. La prua - cioè il muso e la fusoliera - del Caproni Ca.33 matricola 2380, il velivolo pilotato da Zapelloni, riporterà, come per ogni missione, memoria degli eventi con l'iscrizione di luoghi e date. Zapelloni cederà il comando della squadriglia il 20 febbraio 1918.
Alla fine della guerra, in qualità di aiutante del colonnello Ernesto La Polla e di comandante un gruppo misto di Caproni e SVA, il capitano Zapelloni fu membro della Missione Militare Italiana per l'Armistizio con l'Austria che ebbe la sua sede a Vienna dal 28 dicembre 1918 al 19 gennaio 1920. Qui, sul campo di volo di Aspern, incontrerà l'asso della caccia austriaca Godwin Brumowski che riconosciuto il Ca.33 dalla livrea azzurra che Zapelloni aveva adottata nell'ultimo periodo bellico - un primitivo e sperimentale tentativo di camuffamento militare - gli dirà di averlo attaccato il 22 giugno 1918 nel cielo di Conegliano e di essere stato costretto ad un atterraggio di fortuna per i danni subiti durante
lo scontro.
Medaglia d'Oro al Valor Militare: Superando le ben già note e fulgide sue qualità di pilota da bombardamento, per le quali durante un anno ed in ripetute spedizioni e combattimenti aveva meritato più ricompense al valore,
con felice ed ardito intuito della guerra nel cielo, in una notte brumosa ed illune, sfidò volontariamente l’ignoto di una pericolosa navigazione e la vigilanza delle difese antiaeree avversarie, eseguendo importanti ed efficaci
azioni di bombardamento sul territorio nemico. Azione mai prima d’allora compiuta in nessun esercito e che fu vanto dell'aviazione italiana. Cielo della Fronte italiana nell'anno di guerra 1917.
Medaglia d'Argento al Valor Militare: Prode pilota d'aeroplano e comandante di squadriglia di singolare valore, con lena infaticabile e con grande slancio e ardire, compì volontariamente numerose azioni di bombardamento su
territorio nemico, affrontando sempre ed ovunque, impavido, ogni sorta di pericoli, mirabile esempio di freddo e sereno coraggio, di costante, eroico spirito di sacrificio. Cielo della Fronte Giulia, 14 agosto; cielo del Carso
24 settembre 1917.
Medaglia d'Argento al Valor Militare: Pilota abile e coraggioso, fu costante esempio di slancio e di fermezza. Sempre primo ovunque fosse un'impresa ardita da compiere, eseguì numerosi bombardamenti sul nemico, dando prova
di indomito valore, trascinando i propri dipendenti e sfidando, impavido, ogni pericolo. Cielo del Carso e del Trentino, 25 settembre - 31 dicembre 1917.
Medaglia d'Argento al Valor Militare: Prode pilota e Comandante di squadriglia da bombardamento, fu costante esempio d'ardimento e di adempimento del dovere. in numerose azioni offensive su territorio nemico sia di giorno che
di notte, superando ogni difficoltà, assolse brillantemente e con generoso slancio il proprio mandato, malgrado il tiro delle batterie antiaeree e gli attacchi dei velivoli da caccia nemici. Cielo della Fronte Giulia e del
Trentino, 20 aprile - 11 agosto 1917.
Medaglia d'Argento al Valor Militare: Pilota d'aeroplano da bombardamento, primo fra i primi per perizia e intuito della guerra nel cielo, essendo tra i più prodi di valore, di tenacia, di serenità, di entusiasmo e di fede
incrollabile, compiuto un anno di guerra, con magnifico slancio, brillanti azioni offensive, rinunciando ad un periodo di riposo concessogli, seguiva volontario, con indomita e serena energia ed altissimo sentimento del dovere,
la sua opera di forte aviatore, compiendo ancora forti ed importanti bombardamenti, superando sempre le più aspre difficoltà opposte dalle condizioni atmosferiche, dall'artiglieria e dagli apparecchi da caccia nemici.
Cielo del Trentino e del Piave, 28 marzo -23 ottobre 1918.
Medaglia di Bronzo al Valor Militare: Prode fra i prodi delle squadriglie da bombardamento, in numerosissimi voli di guerra, vittorioso sempre in aspri combattimenti, col suo apparecchio lento e pesante di fronte a fin cinque
veloci e leggeri caccia nemici, fu costante esempio di caldo entusiasmo, di tenace ardimento, di fermezza d'animo. Cielo della Fronte Giulia e del Trentino, 25 settembre - 31 dicembre 1917.