שירותו של גריינג'ר במלחמה החל באוגוסט 1861, כקפטן של צבא ארצות הברית, בפיקוד על גדוד פרשים מתנדבים בתבוסת האיחוד בווילסונ'ס קריק, מיזורי, וקיבל דרגת כבוד של מייג'ור בצבא ארצות הברית ב-10 באוגוסט 1861. הוא קודם לבריגדיר גנרל של צבא המתנדבים ב-26 במרץ 1862, ופיקד על דיויזיית הפרשים ה-5 של ארמיית המיסיסיפי בקרב ניו מדריד ובמצור על קורינת'. גריינג'ר קודם פעם נוספת לדרגת מייג'ור גנרל של מתנדבים ב-17 בספטמבר 1862 וקיבל את הפיקוד על ארמיית קנטקי. הוא ניהל מבצעים מבוססי פרשים במרכז טנסי כאשר הארמייה שלו צורפה כיחידה עצמאית לארמיית קמברלנד ב-20 בינואר 1863 והפכה לקורפוס המילואים שלה ב-8 ביולי 1863.