Durante la seconda guerra mondiale, Fuller si arruolò nell'esercito degli Stati Uniti. Fu assegnato come fantoccio al 16o Reggimento di Fanteria, 1a Divisione di Fanteria, e vide combattere pesantemente. Era coinvolto negli sbarchi in Africa.
, Sicilia e Normandia, e ha anche visto l'azione in Belgio e Cecoslovacchia. Nel 1945, fu presente alla liberazione di un campo di concentramento tedesco a Falkenau e girò filmati da 16 mm, noti come "V-E +1", che furono poi integrati nel documentario francese "Falkenau: The Impossible" (1988). Nel 2014, il filmato è stato selezionato per il National Film Registry degli Stati Uniti. Per il suo servizio militare, Fuller è stato insignito della Silver Star, Bronze Star, Purple Heart e Combat Infantryman Badge. Ha raggiunto il grado di caporale. Fuller utilizzò le sue esperienze di guerra come materiale nei suoi film, specialmente in "The Big Red One" (1980), il soprannome della 1st Infantry Division. Dopo la guerra, Fuller fu coautore di una storia del reggimento della 16a fanteria.