Luigi Filippo, al momento del suo matrimonio, ottenne dal suocero la promessa che un giorno gli avrebbe fatto pervenire la carica di Ammiraglio di Francia, ma per questo era necessario che il giovane duca di Chartres intraprendesse perlomeno la carriera di ufficiale di marina. Nel 1772, pertanto, venne imbarcato sulla nave "Alexander" con il grado di aspirante guardiamarina. Dopo due campagne militari nel 1775 e nel 1776, venne promosso a tenente generale delle forze navali (contrammiraglio). Nel 1778, quando ripresero le ostilità con la Gran Bretagna, prestò servizio nello squadrone del conte Louis Guillouet d'Orvilliers e prese parte attivamente alla battaglia navale di Ouessant combattuta il 27 luglio di quello stesso anno. Per quanto ardore avesse dimostrato nelle operazioni lo stesso duca di Chartres, errori di comunicazione con la nave ammiraglia consentirono alle navi inglesi di liberarsi facilmente degli assalitori e di fuggire, consegnando ai francesi una vittoria di Pirro. Tornato a Parigi, seppur lodato da molti per il coraggio mostrato nelle operazioni, il capitano della nave ammiraglia dichiarò che non era possibile addossare al giovane duca la responsabilità della fuga delle navi inglesi in quanto egli aveva agito di proposito in questa maniera per salvare eventualmente la vita al giovane aristocratico. Il giovane duca rimase profondamente offeso da queste parole che, al posto di glorificarlo come eroe, lo facevano invece apparire come un raccomandato e per questo gridò a gran voce di un complotto ordito alle sue spalle dal ministro della marina dell'epoca, Antoine de Sartine.