Enligt en talesperson för regeringen anlände Abiy Ahmed till slagfältet under tisdagen. Exakt var han befinner sig är oklart.
Den 45-årige landsledaren är också överbefälhavare. Han fick fredspriset för att genom politiska reformer ha uppnått fred med grannlandet Eritrea. Nu talar han om att martyrskap kan bli nödvändigt.
Många har chockats av hans tripp från Nobelupphöjdhet till möjlig frontstridande. Men professor emeritus Christopher Clapham vid Cambridge-universitet pekar på en tradition för etiopiska ledare. Såväl kejsarna Haile Selassie som Johannes IV begav sig till fronten i tider av oro. Den sistnämnde dog i ett slag 1889.
– Det slår mig som ett mycket traditionellt utövande av etiopiskt ledarskap. Kanske är det nödvändigt för att rädda vad som framstår som ett mycket stapplande etiopiskt militärt svar, säger han.
Trots förfrågningar från nyhetsbyråer levererades inga bilder från försvarsdepartementet på premiärministern vid fronten.
Styrkor från Tigray började närma sig huvudstaden Addis Abeba för ett par veckor sedan, varpå centralregeringen utfärdade undantagstillstånd i ett halvår framöver. Det senaste budet från Tigreanska folkets befrielsefront (TPLF) är att dess styrkor intagit orten Shewa Robit, drygt 20 mil från huvudstaden.
Samtidigt kommer uppgifter från FN:s flyktingkommissariat UNHCR att minst 8 000 människor, men troligen närmare 20 000, är på flykt i Tigray nära gränsen till Sudan och Eritrea, skriver nyhetsbyrån NTB.
"UNHCR har mottagit svårt oroväckande rapporter om en ny våg av flyktingar", skriver FN-organet.
När regeringen inledde en offensiv mot Tigray förra året beskrevs det som en insats för att upprätthålla lag och ordning. Nu, efter att tigreanska styrkor har vänt ställningarna, beskriver Abiy Ahmed läget som ett "existentiellt krig".