Tanulmányait Késmárkon kezdte. Tanár szeretett volna lenni, de apja utasítására katonai pályára lépett. 1832 és 1836 között a tullni katonai utászakadémia hallgatója, 1836-ban a császári-királyi 60. gyalogezred hadapródja lett. 1837-ben előléptették hadnaggyá, majd a magyar nemes testőrséghez került – éppen nála nyolc évvel idősebb bátyja, Görgey Ármin helyére (ő is részt vett az 1848–1849-es szabadságharcban). 1842-ben a Nádor-huszárokhoz került főhadnagyi rendfokozatban. A kemény szolgálati évek férfivá edzették. Szolgálata közben éledt fel benne a nemzeti érzés, újra gyakorolni kezdte anyanyelvét. 1843-ban eljegyezte Medgyaszay Friderikát, egy bécsi magyar nagykereskedő lányát, ám akkoriban a katonák házasságkötését rendfokozathoz és életkorhoz kötötték, ezek elérése előtt csak kaució ellenében nősülhettek. Ezért Görgey apja halála után, 1845. július 31-én kilépett a hadseregből, és ősztől Prágában vegyészetet kezdett tanulni.