为第34期毕业生，同期包括秩父宫雍仁亲王、西浦进、堀场一雄、赤松贞雄、西田税、三好达治等人。服部与西浦和堀场因才能为该其出众之人，合称「三十四期的三羽乌」。服部后又进入陆军大学就读，为42期毕业生，后派至参谋本部服务。1934年至1935年期间于法国留学，1936年时远赴海外观察义大利-衣索比亚战争。归国后不久，1939年5月爆发了「诺门罕事变」，服部此时也为关东军作战参谋主任，与参谋官辻政信共同力主将战事扩大化，却反遭苏军反击，日军受到重大损失。在作战善后阶段，关东军总司令植田谦吉与其参谋长矶