DeSantis ble innkalt til Judge Advocate General's Corps (JAG) i 2004 ved U.S. Naval Reserve Center i Dallas i Texas, mens han fremdeles var student ved Harvard Law School. Han avsluttet Naval Justice School i 2005. Senere samme år ble han forflyttet til JAG Trial Service Office Command South East ved Naval Station Mayport i Florida, hvor han skulle fungere som anklager. Han ble her forfremmet fra løytnant (junior grade) til løytnant i 2006. Han arbeidet for sjefen for Joint Task Force-Guantanamo (JTF-GTMO), og arbeidet direkte med fanger fra Guantanamo Bay.