Хемфрис встретил гражданскую войну в звании капитана, но 6 августа 1861 года стал майором инженерного корпуса и стал главным инженером Потомакской армии. До марта 1862 он разрабатывал укрепления Вашингтона, а затем сопровождал генерала Макклалена в кампании на вирджинском полуострове. 5 марта 1862 он стал полковником регулярной армии, а 28 апреля получил звание бригадного генерала добровольческой армии. 12 сентября Хемфриз принял командование 3-й дивизией V корпуса Потомакской армии. Дивизия присоединилась к армии 18 сентября, уже после сражения при Энтитеме.