Den 28. april 1862 blev Greene udnævnt til brigadegeneral i den frivillige hær og gjorde tjeneste i staben for generalmajor Nathaniel P. Banks under Jacksons Shenandoah kampagne. Med sine 61 år var Greene en af de ældste generaler i Unionens hær og hans tropper kaldte ham "Old Man" eller "Pap" Greene. (Der var faktisk 17 generaler, der var ældre end Greene i borgerkrigen.) Hans alder afholdt ham ikke fra at være en af de mest aggressive ledere i hæren. Han havde kommandoen over 3. brigade i 2. division af 2. Korps i Army of Virginia i Slaget ved Cedar Mountain under Nordlige Virginia kampagnen.