Carl Enckellin isä oli tullihallituksen pääjohtaja, eversti Carl Gustaf Enckell. Enckell kävi Haminan kadettikoulun vuosina 1851–1858 ja valmistui luokkansa priimuksena. Valmistuttuaan upseeriksi hän palveli aluksi krenatöörirykmentissä Astrahanissa ja vuodesta 1862 Henkikaartin Moskovan rykmentissä, jonka mukana hän osallistui Puolan kapinan kukistamiseen 1863. Hän suoritti 1866–1868 Nikolain yleisesikunta-akatemian kurssin ja palveli sen jälkeen Henkikaartin yleisesikunnassa. Hänet ylennettiin 1869 kapteeniksi, 1871 everstiluutnantiksi ja 1874 everstiksi. Vuonna 1872 Enckell sai tehtäväkseen uudistaa Puolan kenraalikuvernementista laadittuja sotilaskarttoja ja 1873–1875 hän toimi komiteassa, joka suunnitteli Henkikaartin miehistön koulutusta. Vuosina 1877–1878 hän toimi Henkikaartin 3. jalkaväkidivisioonan esikuntapäällikkönä, ja osallistui divisioonan mukana Turkin sotaan. Sodan jälkeen hänet määrättiin Venäjän pääesikunnan sotatieteellisen komitean sihteeriksi, ja matkustettuaan 1879–1880 ulkomailla hän sai laatia komitealle tilastolliset esitykset eri Pohjoismaiden armeijoista.