Moltke ble offiser ved infanteriet i 1870, og deltok med utmerkelse i den tysk-franske krig 1870-71. Han ble generalstabsoffiser i 1881, oberst i 1895, regimentssjef i 1896, generalmajor i 1899, generalløytnant og infanterifordelingssjef i 1902, generalstabssjef i 1906 og generaloberst i 1914.