På grund av sina politiska kontakter och sina kunskaper i franska, fick McClellan uppdraget att vara officiell observatör av de europeiska arméerna i Krimkriget 1855. Han reste långa vägar och träffade de högsta militära befälen och kungliga familjer. Han observerade belägringen av Sevastopol (1854-1855). När han kom tillbaka till USA 1856 bad han om att få en tjänst i Philadelphia för att förbereda sin rapport, vilken omfattade en kritisk analys av belägringen och en lång beskrivning av hur de europeiska arméerna var organiserade. Han skrev också en handbok om kavalleritaktik, som baserade sig på ryska kavallerireglementen. Ett fel som krigets observatörer begick, även McClellan, var att de inte förklarade betydelsen av utvecklingen av vapen som kombinerade gevärens räfflade pipor, som gav stor träffsäkerhet på håll, med musköternas möjlighet att laddas om snabbare, och hur detta skulle kräva grundläggande förändringar i taktiken i det kommande inbördeskriget.