Als der Amerikanische Bürgerkrieg ausbrach, war Hancock Quartiermeister des Heeres in Los Angeles. Nachdem er nach Osten abkommandiert wurde, ernannte ihn Präsident Abraham Lincoln am 23. September 1861 zum Brigadekommandeur einer "Volunteer Brigade" und beförderte ihn zum Brigadegeneral. 1862 nahm Hancock mit seiner Brigade am Halbinsel-Feldzug und am Maryland-Feldzug teil. In der Schlacht am Antietam übernahm er das Kommando über die Division von General Richardson, als dieser getötet wurde. Hancock wurde schließlich für seine Verdienste mit Wirkung vom 29. November 1862 zum Generalmajor der "Volunteers" ernannt. Im weiteren Verlauf des Krieges führte er die Division in den Schlachten von Fredericksburg und Chancellorsville.