Nach dem Besuch eines Gymnasiums trat Vahlkampf am 1. Oktober 1856 als Fahnenjunker in das 37. Infanterie-Regiment (5. Reserve-Regiment) der Preußischen Armee ein und avancierte bis Mitte Dezember 1858 zum Sekondeleutnant. Nach einem Kommando beim Lehr-Infanterie-Bataillon wurde er Ende April 1865 zum Adjutanten des II. Bataillons ernannt und nahm im Jahr darauf während des Krieges gegen Österreich an den Kämpfen bei Nachod, Skalitz, Schweinschädel und Königgrätz teil. Vahlkampf erhielt für sein Wirken den Roten Adlerorden IV. Klasse mit Schwertern, wurde kurz vor dem Friedensschluss Premierleutnant und war vom 9. November 1869 über den Beginn des Krieges gegen Frankreich bis zum 24. Oktober 1870 als Adjutant der 14. Infanterie-Brigade kommandiert. In dieser Eigenschaft nahm er an den Gefechten bei Toul, Beaumont, Sedan und Pierrefitte-sur-Seine teil. Während der Belagerung von Paris trat Vahlkampf mit der Beförderung zum Hauptmann am 24. Oktober 1870 als Kompaniechef in den Truppendienst zurück und kämpfte am Mont Valérien.