Aqcuavivan palveluksessa Cervantes kiersi vuoden ajan Italiaa, mutta erosi kardinaaliksi nimitetyn isäntänsä palveluksesta jo 1570 ja värväytyi Napolissa merisotilaaksi Espanjan laivastoon, jossa hän palveli seuraavat viisi vuotta. Aktiivipalvelukseen Cervantes astui seuraavana vuonna, ja 7. lokakuuta hän osallistui Lepanton meritaisteluun kaleeri Marquesalla. Taistelun alkaessa Miguel oli korkeassa kuumeessa, mutta hän uhmasi käskyjä ja liittyi heikosta kunnostaan huolimatta taisteluun laivan kannella. Hän sai kolme ampumahaavaa, joiden seurauksena hänen vasen kätensä halvaantui pysyvästi. Cervantes oli koko loppuikänsä ylpeä osallistumisestaan taisteluun, jonka hän näki käänteentekevänä koko Euroopan historiassa.