Mikor Lincoln elnök kibocsátotta felhívását önkéntes csapatok felállítására, 1861 májusában Stahel megkezdte a 8. New York-i gyalogezred szervezését. Az első Bull Run-i csatában 1861. július 21-én ennek az ezrednek volt a parancsnoka és rá hárult a feladat, hogy a vesztes csata után biztosítsa az északiak számára a visszavonulást. Magyarok is szolgáltak ezredében, köztük Pokorny Antal alezredes. Stahel Gyula részt vett a polgárháború számos csatájában, különösen kitüntette magát 1862. június 8-án a Cross Keys-i ütközetben, majd 1864. június 5-én a piedmonti ütközetben. Ez utóbbiért 1893-ban megkapta a legnagyobb amerikai katonai kitüntetést a Medal of Honort. Hősiességét és katonai vezetői tehetségét már a polgárháború alatt is elismerték, 1861. november 12-én dandártábornoki, 1863. március 14-én pedig vezérőrnagyi kinevezést kapott. Így ő egyike az amerikai polgárháború hét magyar származású tábornokának.