På den tiden da Thutmose ble kronet som ny farao gjorde landet i sør, Nubia, opprør mot egyptisk overherredømme. I henhold til gravbiografien til Ahmose, sønn av Ebana, en soldat i den egyptiske hæren, reiste Thutmose opp Nilen og kjempet i et slag hvor han, etter sigende, skal personlig ha drept den nubiske konge. Etter seieren fikk han liket av den nubiske kongen hengt fra forstavnen av sitt skip før han vendte tilbake til Teben. Etter denne militære kampanjen ledet han en andre ekspedisjon mot Nubia i sitt tredje regjeringsår. Underveis beordret han at kanalen ved første katarakt, som hadde blitt bygd under Senusret III fra den 12. dynasti, til å bli mudret for å lette seiling oppstrøms fra Egypt og til Nubia. Det bidro til å integrere Nubia inn under det egyptiske rike. Denne ekspedisjonen er omtalt i to adskilte inskripsjoner av kongens sønn Thure.