Stanley meldte seg som soldat i sørstatshæren under den amerikanske borgerkrigen, 1. juni 1861. Her kalte han seg «menig William H. Stanley» og tjente i (= sørstatsgrå), en avdeling frivillige tilsluttet 6. Arkansas-infanteriet. I sin første trefning, i slaget ved Shiloh, ble han tatt til fange av nordstatssoldater og brakt til en tyfus-befengt fangeleir ved Chicago. Noen av fangene fikk tilbud om frihet hvis de gikk over til nordstatenes styrker, som Stanley gjorde etter seks uker, 4. juni 1862. Han fikk dysenteri og deserterte etter noen måneder, dro til sjøs og kom tilbake til Liverpool. Han oppsøkte på nytt moren, som med harde ord avviste ham enda en gang.