I henhold til tidens skikk hadde han allerede i helt ung alder blitt innskrevet ved et regiment og ved tilbakekomsten til Sverige ble han utnevnt til løytnant ved lätta dragonerna. Han fikk også ansettelse ved hoffet. Löwenhielm deltok med sitt regiment i den russisk-svenske krig (1788–1790) og avanserte da til rittmester. Under maskeradeballet den 16. mars 1792, da kong Gustav III ble skutt av kaptein Jacob Johan Anckarström, var han vakthavende kaptein hos kongen, og en av dem som dro sin sabel til kongens forsvar.