Im amerikanischen Bürgerkrieg organisierten Frauen Veranstaltungen, um Spenden für die Familien der Soldaten zu sammeln, führten Familienunternehmen und Farmen oder meldeten sich freiwillig als Krankenschwestern für die Versorgung verwundeter Soldaten. Im März 1862 gründete der Gouverneur von Indiana, Oliver Hazard Perry Throck Morton, die Indiana Sanitary Commission, um Spenden zu sammeln und Vorräte für Truppen vor Ort zu sammeln. Thomas arbeitete zunächst ein Jahr in Richmond und ab Januar 1863 arbeitete sie als Krankenschwester. Im Sommer 1863, kurz nach der Schlacht um Vicksburg, versorgte Thomas die Indiana-Soldaten in Vicksburg (Mississippi). Sie arbeitete auch in den Krankenhäusern in Washington, D.C. und Natchez (Mississippi). 1864 diente sie in Nashville acht Monate lang in einem Krankenhaus für Kriegsflüchtlinge und befreite Sklaven als Assistenzärztin ihres Ehemannes, der dort als Chirurg tätig war. Zwei ihrer Töchter arbeiteten als Lehrerinnen für die Flüchtlinge. Nach dem Bürgerkrieg kehrte sie mit ihrem Mann nach Richmond zurück.