カールトンは1775年5月に反乱が始まったという報せを受け取り、その後間もなく反乱軍にタイコンデロガ砦とクラウンポイント砦が奪われ、サンジャン砦が襲撃を受けたと知らされた。それ以前にボストンに配下の2個連隊を派遣しており、ケベックには約800名の正規兵しか残っていなかった。民兵隊を起ち上げようとしたが当初はうまく行かず、フランス系住民もイギリス系住民も進んで加わろうとはしなかった。地域のインディアン部族はイギリス側で戦うことに乗り気であり、ロンドンは彼等を戦わせようとしたが、カールトンはインディアンが非戦闘員を攻撃することを恐れたのでその申し出を飲まなかった。カールトンは植民地の防衛準備を指示し、1775年の夏はサンジャン砦を固めさせた。9月、大陸軍がその侵攻を開始し、サンジャン砦を包囲した。砦が11月に陥落すると、カールトンはモントリオールからケベック市への逃亡を余儀なくされ、民間人に身を窶して何とか捕獲を免れた。1775年12月、カールトンはケベックの戦いとそれに続く包囲戦で市の防衛軍を指揮した。大陸軍による包囲は、1776年5月に副司令官に指名されたアラン・マクリーン指揮下の援軍が到着することで破られた。カールトンはトロワ・リビエールの戦いで大陸軍の攻撃を跳ね返すなど、大陸軍に対する反撃を始めた。6月、カールトンはバス勲章（ナイト）を与えられた。翌月、リシュリュー川でイギリス海軍部隊を指揮し、その延長で10月にはシャンプレーン湖のバルカー島沖で、ベネディクト・アーノルド将軍が指揮する戦隊と戦った（バルカー島の戦い）。この戦いではイギリス戦隊が優勢であり、大陸軍の艦船大半を破壊するか捕獲するという大勝利だったが、それまでに時間を取りすぎていたことで、その年にタイコンデロガ砦を再占領するところまで行き着かなかった。この作戦時に弟のトマス・カールトンと甥のクリストファー・カールトンも参謀として従軍していた。
1761年3月29日、カールトンは第72歩兵連隊の中佐として、フランス海岸から10マイル (16 km) 離れたビスケー湾北部の島、ベル・イル・アン・メール攻撃に参加した。カールトンはフランス軍に対する攻撃を指揮したが重傷を負い、その後の戦闘には加われなかった。イギリス軍は4週間にわたる戦闘後にその島の残りを占領した。カールトンは1762年に大佐となり、キューバに対するイギリス軍の遠征に参加した。この時の同僚リチャード・モントゴメリーは後の1775年にカールトンと対戦することになった。7月22日、スペインの前哨基地に対する攻撃を率いているときにまたも負傷した。1764年、カールトンは第93歩兵連隊に転籍した。
1758年、このとき少将になっていたウルフ将軍はケベック市に対して差し迫った作戦の指揮を任されることになり、カールトンを主計総監に選んだ。ジョージ2世はこのときもカールトンの指名を拒んだが、リゴニアー伯爵がこのことについて国王と話をし、国王が心を変えた。カールトンはハリファックスに到着すると、擲弾兵600名の指揮を執った。1759年6月にはイギリス軍とともにケベック市に到着した。カールトンは軍隊の食糧を手当てすると共に大砲を据える場所を監督する工兵技師としても行動する責任があった。その後9月のエイブラハム平原の戦いで頭に傷を受け、戦闘後の10月にイングランドに戻った。
1757年、カールトンは中佐に昇進し、フランス軍による侵略からハノーファー王国を守るために考案されたドイツ部隊で構成される監視軍の一部で従軍した。この軍隊はハステンベックの戦い後に退却を強いられ、クローステル・ツェーヴェン協定が結ばれて戦争から身を引くことになった。協定が結ばれるとカールトンはイギリスに戻った。1758年、新設された第72歩兵連隊の中佐となった。この年、ノバスコシアのルイブール要塞攻撃ではウルフがカールトンを副官に選んだ。イギリス王ジョージ2世はこの指名を拒んだ。これはおそらくカールトンがヨーロッパで従軍しているときにハノーファーの兵士達について否定的なコメントをしていたからだった。その後暫くは行動的な地位を得られなかったが、ドイツに再度派遣されブランズウィック公フェルディナントの副官として使えることになった。
1054年に出現した超新星（SN 1054）は、中国の記録『宋史』「天文志」に客星（突然現れた明るい星）として記され、仁宗の治世である至和元年五月己丑（1054年7月4日）に現れ嘉祐元年三月辛未（1056年4月5日）に見えなくなったとある。日本でも藤原定家が自身の日記『明月記』に記録をひいている。また著者不詳の『一代要記』にも記録が残っている。さらに1000年頃にアメリカ・インディアンによって描かれたアリゾナの壁画に残されている星の画をこの超新星とする説もある。超新星の出現当時は金星ぐらいの明るさになり、23日間にわたり昼間でも肉眼で見えた。夜間は後2年間も見えていた。1731年にイギリスの開業医でありアマチュア天文家のジョン・ベヴィスによって発見された。ウィリアム・パーソンズの観測で微細なフィラメント構造がカニの足を思わせることからカニ星雲と命名された。ただ、ジョーンズのようにこのスケッチはむしろパイナップルのように見えるという人もいる。彗星を観察していたシャルル・メシエが、彗星と紛らわしい天体としてまとめたメシエカタログの1番目に収録されている。メシエ天体では唯一の超新星残骸である。メシエは1758年9月12日にかに星雲を彗星の追跡中に発見した。メシエは「牝牛の南の角の上にある、星雲状のもので星を含まない。白っぽくローソクの炎のように長く伸びている。1758年の彗星を追跡中に発見した。また、ベヴィス博士が1731年発見したとする私信がある」と記している。1774年ボーデは「星のない小さな星雲状のもの」とした。ジョン・ハーシェルは「星団で分解できそう」とした。1844年ウィリアム・パーソンズは「もはや分解されない楕円形の星雲。おもに星雲の南端からおどりでた多くのフィラメントが見えた。普通の星団とは異なり不規則であらゆる方向に向かっている。おそらく強力な力が他のフィラメントを押し出したのであろう。これが星団の形を作ると思われる」とした。このとき、最初にM1のフィラメント構造が発見された。その後、ルンドマークが900年ばかり前に爆発したことを示唆し、写真観測から年ごとに膨張しつつあることを明らかにした。現在でもガスは毎秒1100kmの速さで四方に広がっている。また、エドウィン・ハッブルやダンカンは1054年に出現した超新星の残骸であることを確認した。1994年のハッブル宇宙望遠鏡による観測で、フィラメントはプラズマで覆われていることが明らかになった。ウィリアム・パーソンズの言うとおり、このプラズマが外側の濃い星間物質を押してフィラメント構造が発達している。