W grudniu 1844 roku Traugutt zdał egzamin na junkra do saperów, a w styczniu 1845 rozpoczął wojskowy staż w Żelechowie na Lubelszczyźnie. W wojsku carskim spędził 17 lat – prawie całe dorosłe życie. Był wzorowym, szybko pnącym się po szczeblach kariery wojskowej żołnierzem. Koledzy Rosjanie zapamiętali go jako młodzieńca spokojnego i zamkniętego w sobie.
Prawdziwym chrztem bojowym stał się dla Traugutta udział w tłumieniu Wiosny Ludów na Węgrzech. W 1849 roku młody praporszczyk (chorąży) w armii dowodzonej przez gen. Iwana Paskiewicza, pogromcę powstania listopadowego, walczył po przeciwnej stronie niż Józef Bem, Henryk Dembiński i tysiące anonimowych Polaków, bijących się „za waszą wolność i naszą”. Jeśli nawet polski praporszczyk przeżywał jakieś rozterki wewnętrzne, nie ujawniał tego. Za kampanię węgierską otrzymał srebrny medal; wkrótce awansowano go na porucznika (1851). Drugim ważnym wydarzeniem w żołnierskim życiu Traugutta była wojna krymska (1853–1856), w której wykazał się niepodważalnymi u wojskowego zaletami: fachowością i zimną krwią w obliczu niebezpieczeństwa. Traugutt brał udział w obronie Sewastopola, gdzie walczył również największy pisarz rosyjski Lew Tołstoj, wspominający przeżycia obrońców twierdzy jako prawdziwe piekło. Traugutt nie okazywał strachu, ale nie okazywał też, by polityczna strona tej wojny cokolwiek go obchodziła. Kolejne etapy żołnierskiej służby zaprowadziły Traugutta przez Odessę i Charków do Petersburga, gdzie w styczniu 1859 roku zaliczono go do korpusu inżynierów armii, mimo iż nie ukończył akademii wojskowej; w lutym 1859 został instruktorem-wykładowcą w Wojskowym Instytucie Galwaniczno-Technicznym. W tym samym roku awansowano go na kapitana i odznaczono Orderem św. Anny III stopnia. Pod koniec 1861 roku podpułkownik Traugutt, mimo perspektywy dalszej błyskotliwej kariery, poprosił o dymisję.
Przyczyn tej decyzji należy jednak szukać nie w pobudkach patriotycznych (jak chcieliby liczni Trauguttowi hagiografowie), lecz w tragedii osobistej. Na przełomie lat 1859–1860 w ciągu zaledwie paru miesięcy zmarło kilka osób z najbliższej rodziny Traugutta: ukochana żona Anna Pikiel (którą poślubił w 1852 roku), dwoje młodszych dzieci i babka, Justyna z Szujskich Błocka (zastępująca Trauguttowi matkę utraconą we wczesnym dzieciństwie). Zrozpaczony i osierocony człowiek wrócił w rodzinne strony, gdzie właśnie w tym czasie odziedziczył niewielki majątek w Ostrowiu pod Kobryniem.
Powróciwszy na Polesie, przyszły powstaniec usiłował wieść w miarę spokojne życie ziemianina. Aby zapewnić matczyną opiekę córeczkom Annie i Alojzie, ożenił się z Antoniną Kościuszkówną (bliską krewną Tadeusza Kościuszki) i gospodarował w zadłużonym Ostrowiu.
Sąsiedzi Traugutta wiedzieli wszakże o jego żołnierskiej przeszłości i z chwilą proklamowania powstania na Litwie (początek marca 1863 roku) zaczęli go usilnie namawiać do objęcia dowództwa nad formowaną w Kobryńskiem partią. Traugutt długo odmawiał. Ustąpił z końcem kwietnia, gdyż jako Polak osądził za swą powinność nie oszczędzanie siebie tam, gdzie inni wszystko poświęcali. Przez dziewięć tygodni (od 7/8 maja do połowy lipca 1863) Traugutt dowodził kobryńską partią. Wymagał od podwładnych żelaznej dyscypliny, ale też solidarnie dzielił z nimi trudy leśnej partyzantki. Swe największe, z radością przyjęte przez tajną prasę, zwycięstwo odniósł w pierwszej bitwie, stoczonej 17 maja pod Horkami, gdzie urządził udaną zasadzkę na oddział rosyjski. Dwa miesiące później, po ostatniej, przegranej bitwie pod Kołodnem (13 lipca), stawił się w Warszawie i zaoferował swe usługi Rządowi Narodowemu. 15 sierpnia awansowano go na generała i wysłano z misją zagraniczną do Paryża.
