Am 26. Juli 1861 erhielt Barnes ein Offizierspatent als Colonel im 18. Massachusetts Regiment. Er und sein Regiment verbanden sich mit der Army of the Potomac während des Halbinsel-Feldzugs, nahmen aber an keinen Kampf teil. Während der Sieben Tage Schlacht war das Regiment der Nachhut zugeteilt, so dass Barnes wieder nicht an einem Kampf teilnahm. Sein Brigadekommandant, Brigadegeneral John Martindale, wurde nach der Schlacht am Malvern Hill von seinem Kommando entbunden und Barnes wurde am 10. Juli 1862 neuer Kommandant der 1. Brigade in der 1. Division des V Corps. Aus unbekannten Gründen war Barnes nicht bei seiner Brigade bei der Zweiten Schlacht am Bull Run und obwohl das V Corps zu der Schlacht am Antietam marschierte, wurde er in der Reserve belassen, so dass er wieder nicht zum Einsatz kam. Allerdings sah Barnes während Lees Rückzug nach Virginia seinen ersten Kampf, als seine Brigade durch die Nachhut der Konföderierten Armee angegriffen wurde, was zur Folge hatte, dass 200 Mann angeschossen oder im Potomac River ertrunken und über 100 gefangen genommen wurden.