매클렐런의 첫 번째 임무는 웨스트포인트에서 결성된 공병 중대였지만, 곧바로 미국 멕시코 전쟁에 종군하도록 명령을 받는다. 1846년 10월에 쌍발식 산탄총, 두 자루의 권총, 세이버, 예식용 패도, 보이 나이프를 장비하고 리오그란데 강 하구에 도착했다. 미군은 9월 몬테레이 전투에서 승리했지만, 그는 늦어서 전투에 참전하지 못한 것을 아쉬워했다. 재커리 테일러 장군의 부대가 임시 휴전을 하는 동안 매클렐런은 이질과 말라리아에 걸려 약 한 달을 병원에서 보냈다. 말라리아는 그 후에도 재발하였고, 그는 그것을 ‘멕시코의 질병’이라고 불렀다. 그는 공병 장교로 용감하게 싸웠으며, 자주 적의 포격을 받았으며 콘트레라스 전투, 추루부스코 전투, 차풀테펙 전투에서 공적을 쌓아 중위로 명예 승진했다. 그는 윈필드 스콧 장군(매클렐런의 아버지의 친구)를 위한 정찰 임무에 종사하였다.