עם סיום לימודיו באקדמיה הימית, התגייס לצי והיה לחניך בקורס טיס, שאותו סיים ב-1960. עם סיום לימודי הטיסה הוצב כטייס A-1 סקייריידר על נושאות מטוסים בים הקריבי ובים התיכון. ב-1963 חזר לחוף והיה לקצין מטה ולמדריך טיסה. את שירותו במלחמת וייטנאם החל ב-1967 כטייס במטוס A-4 סקייהוק. תחילה הוצב על נושאת המטוסים "פורסטל" שהגיעה ביולי למפרץ טונקין, ומשם יצא למשימות תקיפה בצפון וייטנאם. ארבעה ימים לאחר תחילת הפעילות מקיין כמעט נהרג בתאונה בנושאת המטוסים פורסטל. בעת שעמד להמריא, נפלטה רקטה ממטוס אחר שפגעה במטוס שלידו, וגרמה לשרשרת התפוצצויות ושריפה שבהן נהרגו 134 מאנשי צוות נושאת המטוסים והטייסים. מקיין הצליח לצאת מהמטוס וניסה לעזור לעוד טייס להיחלץ, אך התפוצצות נוספת העיפה אותו ממקומו והוא נפגע קלות מרסיסים. האסון השבית את נושאת המטוסים, ומקיין התנדב לעבור לנושאת מטוסים אחרת, אוריסקני.