Após a sua graduação, em 1905, foi enviado para Damasco, como tenente, tendo-se juntado a uma pequena sociedade secreta revolucionária de oficiais reformistas chamada "Vatan ve Hürriyet" ("Pátria-Mãe e Liberdade"). Em 1907 foi promovido ao posto de capitão com o título de Bei, e transferido para Manastır. Aí, passou a fazer parte do Comitê para a União e o Progresso (CUP), cujos membros eram chamados de 'Jovens Turcos'; no entanto, a sua oposição à liderança do grupo e suas frequentes críticas às suas políticas tornaram-se notórias. Em 1908 a Revolução dos Jovens Turcos tomou o poder do sultão , durante uma revolução na qual Mustafa Kemal teve um papel importante. Dois anos mais tarde participou de manobras militares na Picardia, na França, e, em 1911 serviu durante algum tempo no Ministério de Guerra turco; ainda no mesmo ano foi enviado para a província otomana de Trablusgarp (na atual Líbia), para se opor à invasão italiana. Retornou à capital em outubro de 1912, logo após o início das Guerras dos Bálcãs. Durante a primeira destas guerras, combateu o exército búlgaro em Galípoli e Bolayır, na costa da Trácia. Em 1913 foi designado adido militar em Sófia, e promovido ao posto de tenente-coronel no ano seguinte.