במקביל התנהלה מלחמת האזרחים האמריקנית, ולכן בספטמבר 1862 הפסיק דטון את לימודיו והתגייס לרגימנט ה-21 של חיל הרגלים המתנדבים של קונטיקט (Twenty-first Regiment, Connecticut Volunteer Infantry) ומונה לשליש בדרגת סגן. היחידה שלו השתתפה בקרב פרדריקסברג (דצמבר 1862) והוא נפצע, אבל נשאר ביחידתו. במרץ 1863 קודם לדרגת סרן של חיל הרגלים וחודש אחר-כך השתתף בקרב על סאפוק (Suffolk) בווירג'יניה (אפריל מאי 1863). מאוחר יותר באותה שנה עבר בהצלחה קורס חימוש במסגרת חיל החימוש האמריקני (Ordnance Corps), ובינואר 1864 קיבל מינוי כקצין חימוש. בשנה האחרונה של המלחמה הוא פיקד על מחסן התחמושת של ארמיית הפוטומק.