Początkowo McClellan został przydzielony do kompanii inżynierskiej utworzonej wewnątrz West Point, na odwrót niedługo zgodnie z rozkazami udał się na wojnę amerykańsko-meksykańską. W październiku 1846, zdecydowany do walki, zaopatrzony w środku dubeltówkę, dwójka pistolety, szablę, biała broń odświętny plus nóż, przybył do ujścia rzeki Rio Grande. Skarżył się potem, że było to zbytnio późno, iżby mógł być wyposażonym osobisty wkład we wrześniowym zwycięstwie w środku bitwie poniżej Monterrey. Podczas zawieszenia broni, podczas gdy siły dowodzone wskroś generała Zachary'ego Taylora oczekiwały na wznowienie walk, McClellan zachorował na czerwonkę plus malarię, wskroś co mało co miesiąc spędził w środku szpitalu. Nawroty malarii przydarzały się mu ponadto wewnątrz latach późniejszych, tedy nazywał je swoją "chorobą meksykańską"[5]. Podczas wojny wykazał się męstwem służąc jak oficer-inżynier, wielokrotnie będąc narażonym na strzelanina wroga. Przed bitwą przy Contreras plus bitwą poniżej Churubusco z góry tymczasowo uzyskał wielkość porucznika, zaś przedtem bitwą poniżej Chapultepec wielkość kapitana[4]. Choć przeprowadzał śmiałe misje rozpoznawcze na rzecz generała broni Winfielda Scotta, jego osiągnięcia przyćmił swą przebojową postawą kapitan Robert E. Lee.