בעת החלמתו בוצעו ההתקפות על שגרירויות ארצות הברית בקניה ובטנזניה וקייל החליט בעקבותיהם להקדיש את חייו למלחמה בטרור. הוא פנה ללשכת הגיוס וביקש להצטרף לחיל הנחתים האמריקני, אך הוא שוכנע להצטרף לאריות הים. ב-1999 הוא התגייס לצי האמריקאי ושירת בצוות 3 של היחידה. במרץ 2003 רשם את החיסול הראשון כצלף, כשפגע בילד שהתכוון ליידות רימון יד על חיילי המארינס בנאסריה שבדרום עיראק. קייל השתתף בארבעה סבבים של משימות בעיראק במהלכם נזקפו לזכותו 160 חיסולים ועוד קרוב למאה חיסולים שלא זכו לאישור רשמי. הוא נחשב לצלף הקטלני ביותר בתולדות הצבא האמריקאי. בעיראק הוא זכה לכינוי "השטן מרמאדי" ועל ראשו הוצא פרס של 180,000 דולר. את הצליפה המתועדת מהמרחק הרב ביותר רשם ב-2008 כשפגע ממרחק של כ-2,100 יארד (1920 מטר) בחמוש עיראקי שהתכוון לירות רקטה נגד טנקים לעבר שיירה אמריקאית. במהלך המלחמה נורה קייל פעמיים ושרד 6 פגיעות של מטעני צד.