Tomó parte en la campaña de Portugal de 1801, conocida como la Guerra de las Naranjas, asistiendo al sitio y toma de la plaza de Campo Maior. En abril de 1802 fue nombrado sargento mayor del Regimiento de León. En la plaza leonesa permaneció hasta finales de 1804, cuando ascendió a comandante del tercer batallón del Regimiento de Córdoba. Por la alianza con la Francia de Napoleón Bonaparte, Carvajal se embarcó en el "San Rafael" durante la guerra contra Inglaterra y marchó como parte del destacamento español que lideraba Federico Gravina que iba como apoyo de la escuadra de Villeneuve a las Antillas, participando a su regreso en el combate naval del cabo Finisterre, donde fue herido y hecho prisionero.