防御方式は前級と同じく全体防御方式を採用しており、艦首尾部までの舷側全体にまで装甲が張られた。水線中央部の前後部砲塔間の最も厚い箇所が350mm、艦首尾部では100mmであった。水線下に200mmから170mmにテーパーした装甲板が張られたが範囲は狭かった。艦内の水密区画装甲は50mm装甲が艦底部まで垂直に張られた。また、水線上部の中央舷側部にも180mmの装甲が張られており、ケースメイト式副砲部は170mmと重防御であった。主砲は最大350mm～250mmで天蓋部は120mm、バーベット部が甲板上に出ている箇所で前面350mm、背面250mmである。甲板部の水平防御は船首楼甲板：40mm、第一甲板：30mm、主防御甲板は傾斜部・平坦部ともに30mmである。艦底部は舷側バルジからのばされた二重底であり、この時代の水雷防御としてトップクラスの防御を持っていた。
南北戦争が始まった時、ウォーレンは中尉であり、生まれ故郷からはハドソン川の向こうにあるウェストポイントの陸軍士官学校で数学の教官をしていた。北軍に仕える地元の連隊編成に協力し、1861年5月14日に第5ニューヨーク歩兵連隊の中佐に指名された。ウォーレンとその連隊は、南北戦争で最初の主要な陸上会戦と言われる6月10日のバージニア州におけるビッグベセルの戦いが初陣となった。9月10日には大佐に昇進し連隊長になった。1862年の半島方面作戦では、ヨークタウンの包囲戦でその連隊を指揮し、ポトマック軍の地形学工兵長アンドリュー・A・ハンフリーズ准将のために偵察任務を遂行し、バージニア半島を侵攻するときの軍の適切な経路について詳細な地図を描いて貢献した。七日間の戦いの時は1個旅団（第5軍団第2師団第3旅団）を指揮し、ゲインズミルの戦いで膝を負傷したが、戦場から連れ出されることを拒んだ。マルバーンヒルの戦いではその旅団が南軍1個師団の攻撃を止めた。第二次ブルランの戦いでもその旅団の指揮を続け、圧倒的な敵の猛攻に対して英雄的な抵抗をして大きな損失を蒙り、アンティータムの戦いでは第5軍団が予備隊になったので、戦闘には参加しなかった。1862年9月26日に准将に昇進し、12月にはその旅団を率いてフレデリックスバーグの戦いに参戦した。1863年2月にジョセフ・フッカー少将がポトマック軍を再編した時、フッカーはウォーレンを地形学工兵長に指名し、さらに工兵長に指名した。工兵長としてのウォーレンはチャンセラーズヴィルの戦いでの働きで称賛された。ゲティスバーグ方面作戦が始まった時、南軍のロバート・E・リー将軍がペンシルベニア州への侵攻を始めたので、ウォーレンはフッカーにポトマック軍が追跡すべき経路について忠告した。1863年7月2日、ゲティスバーグの戦いの2日目、ウォーレンは、北軍の左側面が防御されておらず、その重要性を認識してリトル・ラウンドトップで防御を始め、独自の判断で攻撃される少し前にストロング・ビンセント大佐の旅団がそこを占めるよう指示を与えた。その南軍の攻撃のときにウォーレンは首に軽傷を負った。ゲティスバーグの後、8月8日に少将に昇進し、負傷したウィンフィールド・スコット・ハンコック少将に代わってその月から1864年3月まで第2軍団を指揮し、ブリストー駅の戦いで傑出した働きをし、このときの功績で1865年3月13日に正規軍の少将へ名誉昇進した。マイン・ラン方面作戦では、ウォーレンの軍団がリー軍への攻撃を命じられたが、罠が仕掛けられていると考え、ポトマック軍指揮官ジョージ・ミードの命令を拒んだ。ハンコックが治療から戻ると1864年春にポトマック軍が再編され、ウォーレンは第5軍団の指揮を執るようになった。その後は第5軍団を率いてオーバーランド方面作戦、ピーターズバーグ包囲戦およびアポマトックス方面作戦と進んだ。これらバージニア州での作戦では、ウォーレンは歩兵軍団長の役割に工兵としての丁寧さと注意深さを持ち込んだと評判になった。1864年8月18日から20日のグローブタバンの戦いに勝って、ピーターズバーグから北に伸びる重要な供給線であるウェルドン鉄道を切り取った。9月のピーブル農園の戦いでは限られた成功だったが、ボイドトン・プランク道路上のピーターズバーグに伸びる供給線を守る南軍戦線の一部を制した。ユリシーズ・グラント中将の重要な部下である攻撃的なフィリップ・シェリダン少将はウォーレンの業績に不満だった。荒野の戦いの後でウォーレンの軍団が道を塞いだとされることや、ピーターズバーグ包囲戦での慎重な行動に怒っていた。アポマトックス方面作戦の初めにシェリダンは、第6軍団がリー軍追跡に割り当てられるよう要請したが、グラントは第5軍団が良い位置にいると固執した。グラントは、もしシェリダンが「任務の成果のために」正当化できると考えるならば、ウォーレンを解任することを認めるメモを渡した。グラントは後にその『個人的な自叙伝』の中で次のように書いた。私はホワイトオーク道路の戦いでのウォーレンの鈍い動きと時間通りシェリダンの所へ到着しなかったことに大変不満であり、大事な時に彼がシェリダンを失敗させるのではないかと大いに恐れた。彼は優れた知性、大いなる真面目さ、分かりの速さがあり、行動することを強いられた困難さの下でどの士官とも同じくらい早く決着を付けることができた。しかし私はそれ以前に彼の制御できない欠陥を見つけていた。それは我々の直ぐ前にあったような緊急事態におけるその有用性について大変偏見があったことだった。かれは如何なる危険にもそれに出会う前に一瞥で悟ることができた。かれは起こりうる危険に出会う準備をしないだけでなく、その動きを実行している間に他の者が行うべきことを上官に報せようともしなかった。 — Ulysses S. Grant、Personal Memoirs1865年4月1日のファイブフォークスの戦いで、シェリダンはウォーレンの戦いぶりに激怒した。第5軍団はあまりにも緩りと戦闘に入ったと認識し、シェリダンがウォーレンの前に行った時に部隊の前面に立っていなかったと詰った。実際のところウォーレンは軍団長の取るべきやり方でその各師団の配置を指揮していたし、その日ファイブフォークスでの第5軍団による攻撃がリー軍に対する最終戦の転回点になった戦闘だったと言われている。それでもシェリダンは即刻ウォーレンを解任した。ウォーレンはピーターズバーグ防衛に配置され、続いて短期間ミシシッピ方面軍を指揮した。