D'Autemarre d'Erville studeerde aan de École Spéciale Militaire de Saint-Cyr en vervoegde nadien de infanterie van het Franse leger. Hij diende in Frans-Algerije en liet zich opmerken tijdens de inname van Bougie (het huidige Béjaïa) in 1833. Nadien werd hij bevorderd tot kapitein en vervoegde hij de zoeaven, waar bij de leiding kreeg over een bataljon. In april 1845 trad hij wederom toe tot de infanterie, met de graad van luitenant-kolonel. Later werd hij kolonel en nam hij deel aan de Franse expeditie naar Rome in 1849. Tijdens de Krimoorlog had d'Autemarre d'Erville de leiding over een volledige divisie. In 1859, tijdens de Tweede Italiaanse Onafhankelijkheidsoorlog, nam bij deel aan de Slag bij Magenta, wat hem een bevordering tot generaal opleverde.