Efter at have været landkadet fra 1849 til 1853 blev han sidstnævnte år sekondløjtnant ved 17. Bataljon med aldersorden fra året forud og kom, efter at have gennemgået Den kongelige militære Højskole 1857-61, til tjeneste ved Generalstabens topografiske Afdeling, ligesom han også gennemgik de forskellige våbens skoler. I december 1863 blev han adjudant ved infanterireserven og deltog i forsvaret af Dannevirkestillingen og af Dybbøl, fra 17. marts som ansat ved 4. Infanteribrigade, hvormed han også deltog i kampen om Als, idet han i april var avanceret til premierløjtnant. Efter i nogen tid at have været til tjeneste hos generalinspektøren for fodfolket blev Zachariae i 1865 suppleantlærer i topografi og geodæsi ved Den kongelige militære Højskole; 1868 blev han, der 1867 var avanceret til kaptajn, ansat som fast lærer og var til udelukkende rådighed for skolen indtil 1878, da han kom til praktisk tjeneste ved 2. Bataljon, hvorefter han 1879-82 var souschef ved 1. Generalkommando. Sidstnævnte år forfremmedes Zachariae til oberstløjtnant og chef for 24. Bataljon; han opgav nu lærervirksomheden ved Hærens Officersskole og foretog i 1882 en længere rejse til udlandet for at indhente forskellige oplysninger om jernbanernes militære benyttelse.