Under inbördeskriget deltog Custer i alla slag för Nordstatsarmén, utom ett, vilka utkämpades på Virginiafronten, från första slaget vid Bull Run 1861 till Slaget vid Appomattox Court House 1865. Han tjänstgjorde som stabsofficer med slutligen kaptens grad innan han i ett språng konstituerades till brigadgeneral och utnämndes till chef för Michiganbrigaden 1863, som han ledde under Gettysburgfälttåget. Året därpå blev han chef för 3. kavallerifördelningen. Han var en av unionsarméns mest framstående kavallerichefer, men saknade förmåga att föra högre förband med styrkor från olika truppslag.