Am 1. Januar 1776 stürmten unter Führung von Dunmore britische Marinesoldaten Norfolk und brannten die Stadt nieder. Als Monroe davon erfuhr, meldete er sich trotz der Trauer um seinen kurz zuvor gestorbenen Bruder Spence gemeinsam mit Marshall und dem Kommilitonen und engen Freund John F. Mercer als Freiwilliger bei der Infanterie Virginias. Aufgrund seines Bildungsstands wurde Monroe im Offiziersrang eingestellt. Der Diensteintritt erfolgte als Second Lieutenant im 3. Virginia Regiment, das kurz danach von Colonel George Weedon kommandiert wurde. Nach einer militärischen Grundausbildung in Williamsburg marschierte das Regiment am 16. August 1776, knapp sechs Wochen nach der amerikanischen Unabhängigkeitserklärung, nordwärts, um sich am 12. September der Kontinentalarmee unter George Washington in Manhattan anzuschließen. Hier sammelte Monroe bei der Schlacht von Harlem Heights erste Gefechtsfelderfahrung. Knapp sechs Wochen später konnte Monroes Regiment zwei Tage vor der Schlacht von White Plains einen feindlichen Überfall in der Nacht abwehren und dem Gegner einen Verlust von 56 Mann zufügen, ohne einen Gefallenen zu beklagen. Beim Rückzug der Kontinentalarmee am 7. Dezember über den Delaware River, der eine Reaktion auf den Verlust von Fort Washington war, spielte das Regiment Monroes eine zentrale Rolle. Am 26. Dezember gehörte er zu den ersten, die unter dem Kommando von Captain William Washington den Delaware überquerten und die Schlacht von Trenton eröffneten. In Trenton erlitt Monroe eine schwere Verwundung an der Schulter, die die Arterie beschädigte, und überlebte nur dank einer sachgerechten Erstversorgung durch den Arzt John Riker, der sich erst wenige Stunden zuvor der Kompanie Monroes angeschlossen hatte. Noch am gleichen Tag wurde Monroe wegen seiner Tapferkeit von George Washington zum Captain befördert.