Wright begyndte at bygge forsvarsværker omkring Washington, D.C., indtil han blev tildelt 3rd Division i Department of Northeast Virginia under generalmajor Samuel P. Heintzelman. Efter at have gjort tjeneste som overingeniør i 3. division under det Første slag ved Bull Run den 1. juli 1861 blev Wright forfremmet til major i august. I den følgende måned blev han forfremmet til brigadegeneral i den frivillige hær og udnævnt til chefingeniør i general Thomas W. Sherman's ekspedition til Port Royal i november 1861. Hans succeser mens han førte tropper mod Jacksonville, St. Augustine, og andre militære mål på kysten af Florida fra februar til juni 1862 førte til at han blev forfremmet til generalmajor i den frivillige hær og kommandør af den nyopstillede Army of the Ohio i marts 1863. I denne stilling spillede han en stor logistisk rolle i afvisningen af den konfødererede general Braxton Bragg's invasion af Kentucky i 1862. Hans udnævnelse til generalmajor blev ikke bekræftet af Senatet og blev trukket tilbage i marts 1863. Som brigadegeneral blev han ikke betragtet som tilstrækkelig højtrangerende til at kunne blive tildelt kommandoen over et militærområde og generalmajor Ambrose Burnside blev sendt af sted for at afløse ham. Med rapport til Burnside forblev Wright i kort tid som kommandør af militærdistriktet Vestlige Kentucky inden han tog tilbage øst på.