Con el comienzo de la Guerra de Independencia de los Estados Unidos con las Batallas de Lexington y Concord en abril de 1775, la actividad militar de Lovell aumentó. En febrero de 1776 fue nombrado coronel del Segundo Regimiento de Massachusetts, y sus tropas se encontraron entre aquellas que ocuparon los altos al sur de Boston, hecho que hizo que los británicos se retiraran de la ciudad. Continuó activo en la defensa del este de Massachusetts y el 24 de junio de 1777 lo ascendieron a general de brigada de la milicia del condado de Suffolk, Massachusetts. En 1778, Lovell dirigió las tropas de Massachusetts en la Batalla de Rhode Island, donde fue uno de los varios oficiales que «se distinguió por su coraje y sangre fría».