Wärnhjelmin isä, eversti Henrik Georg Kjerting aateloitiin vuonna 1802 nimellä "Wärnhjelm". Viaporin linnoituksessa syntynyt Wärnhjelm palveli vuodesta 1789 vapaaehtoisena Suomen linnoitusjoukoissa ja sai armeijassa luutnantin arvon. Vuodesta 1798 hän palveli Leskikuningattaren henkirykmentissä, vuonna 1802 hänet ylennettiin majuriksi ja nimitettiin kuninkaalliseksi esikunta-adjutantiksi. Hän siirtyi vuonna 1804 Adlercreutzin rykmenttiin. Suomen sodan aikana vuonna 1808 Wärnhjelm palveli Viaporin varuskunnassa ja joutui linnoituksen antautumisen jälkeen joksikin aikaa sotavankeuteen Kalugaan Venäjälle. Hän erosi Ruotsin armeijasta vuonna 1810 ja siirtyi Suomen suuriruhtinaskunnan palvelukseen. Hänet nimitettiin vuonna 1812 Suomen 3. jääkärirykmentin komentajaksi ja ylennettiin vuonna 1814 everstiluutnantiksi. Vuonna 1818 Wärnhjelmistä tuli Helsingin opetuspataljoonan (myöhempi Suomen kaarti) ensimmäinen komentaja ja hän johti sen järjestäytymistä. Hänet ylennettiin vuonna 1819 everstiksi ja hän siirtyi 1820 Suomen 2. jalkaväkirykmentin komentajaksi.