Am 26. Februar 1842 als Sekondeleutnant wiederum in preußischen Diensten angestellt, wurde er dem 8. Infanterie-Regiment zugeteilt und gleichzeitig zum Großen Generalstab nach Berlin kommandiert. Zum 1. April 1843 folgte seine Versetzung hierher. 1849 nahm Goeben am Badischen Feldzug im Generalstab des Prinzen von Preußen teil, wo er an vielen Gefechten und der Einschließung von Rastatt beteiligt war. Nach einjähriger Dienstleistung beim 16. Infanterie-Regiment wurde Goeben 1850 als Major in den Generalstab zurückversetzt. Weitere Schritte seiner militärischen Karriere führten ihn 1855 als Oberstleutnant und Chef des Generalstabs zum Stab des IV. Armee-Korps in Magdeburg und 1858 in gleicher Position zum Stab des VIII. Armee-Korps. Im November desselben Jahres wurde Goeben zum Oberst befördert. 1860 nahm Goeben als Vertreter des preußischen Generalstabs als Militärbeobachter am spanischen Feldzug gegen Marokko teil. Im Deutsch-Dänischen Krieg 1864 kommandierte er die 26. Infanterie-Brigade aus Münster bei Düppel und Alsen.