Năm 2004, Ron DeSantis bắt đầu công việc phục vụ quân đội Hoa Kỳ của mình. Ông nhận được nhiệm vụ sĩ quan từ Hải quân Trừ bị và được giao nhiệm vụ ở Lực lượng Tổng biện hộ thẩm phán (JAG) vào năm 2004 tại Trung tâm Trừ bị Hải quân Hoa Kỳ ở Dallas, Texas, khi vẫn là sinh viên tại Trường Luật Harvard. Ông hoàn thành nhiệm vụ ở Trường Tư pháp Hải quân năm 2005. Cuối năm đó, ông nhận lệnh đến Văn phòng Dịch vụ thử nghiệm JAG Đông Nam tại Trạm Hải quân Mayport, Florida, công tác với tư cách là công tố viên. Năm 2006, ông được thăng quân hàm từ sĩ quan cơ bản lên trung úy. Ông làm việc cho Chỉ huy Lực lượng đặc nhiệm Guantanamo (JTF-GTMO), trực tiếp với những người bị giam giữ tại Trại giam Vịnh Guantánamo. Năm 2007, ông công tác cùng Lực lượng Chỉ huy Tác chiến đặc biệt Hải quân ở Coronado, California, nơi ông được bổ nhiệm vào Đội thứ Nhất (SEAL Team One) của Lực lượng SEAL và được triển khai đến Iraq với nhiệm vụ là Cố vấn Pháp lý cho Chỉ huy SEAL, Lực lượng Đặc nhiệm đặc biệt ở Fallujah. Bộ Tư pháp Hoa Kỳ bổ nhiệm ông làm công tố viên liên bang tại Văn phòng Pháp chính Hoa Kỳ ở Khu Trung tâm của Florida. Ông được chỉ định làm luật sư bào chữa cho phiên tòa xét xử cho đến khi xuất ngũ vào tháng 02 năm 2010, đồng thời nhận nhiệm vụ dự bị với tư cách là trung úy trong IAG, Hải quân Trừ bị. Năm 2010, ông xuất ngũ với quân hàm Thiếu tá Hải quân.