Shrapnel prestò servizio a Terranova tra il 1780 ed il 1784 a Saint John presso il locale forte a guardia della baia, nelle Indie Orientali, a Gibilterra e infine nelle Fiandre durante la guerra della prima coalizione al seguito del contingente britannico comandato dal Duca di York, dove fu gravemente ferito nel 1793 e fu promosso sul campo al grado di maggiore il 1º novembre 1803. Dopo il successo della sua invenzione, utilizzata per la prima volta il 21 agosto 1808 durante la battaglia di Vimeiro contro le truppe napoleoniche, il generale Arthur Wellesley, notevolmente impressionato dalle potenzialità di questa nuova arma sperimentale, ordinò che la sua progettazione restasse segreta; l'uso dei nuovi proiettili fu adottato in altre battaglie, la più memorabile delle quali è sicuramente la battaglia di Waterloo. Shrapnel era stato nel frattempo promosso tenente colonnello, il 20 luglio 1804. Divenne ispettore d'artiglieria e prestò servizio per lungo tempo presso l'arsenale di Woolwich.