Schirra foi comissionado alferes da Marinha dos Estados Unidos em 1945, logo depois de se formar. Ele serviu durante os últimos meses da Segunda Guerra Mundial a bordo do cruzador de batalha . Voltou para os Estados Unidos após a Rendição do Japão e o "Alaska" foi descomissionado pouco depois. Schirra foi transferido para Qingdao na China e designado para o navio anfíbio de comando USS "Estes". Ao retornar da China começou a treinar como aviador naval na Estação Aeronaval de Pensacola na Flórida. Schirra tinha começado a namorar Josephine Cook Fraser logo depois de ter-se formado na Academia Naval. Os dois se casaram em 23 de fevereiro de 1946 e tiveram dois filhos: Walter em 1950 e Suzanne em 1957.