Когда началась Гражданская война Миллс был зачислен в 18-й пехотный полк регулярных войск США в звании первого лейтенанта. Он принял участие в сражениях при Шайло и при Стоун-Ривер, в битве при Чикамоге и в других столкновениях с конфедератами, но при этом его карьера осталась ничем не примечательна. К концу войны он дослужился до звания капитана и утверждал, что не пропустил ни одного дня службы ни по какой причине.