Стивънс е бил адютант на инженерния корпус по време на мексиканско-американската война, участвал в обсадата на Вера Круз и в Серо Гордо, Контрерас и
Чурубуско. В последната битка той привлича вниманието на началниците си, които го възнаграждават с чина капитан. Той отново е цитиран и награден за храброст в битката при Чапултепек, този път с ранг на майор. Стивънс участва в битка при Молино дел Рей и в битката за Мексико Сити, където е тежко ранен. По-късно той пише книга за приключенията си, "Кампании на Рио Гранде и Мексико, с известия за скорошната работа на майор Рипли" (Ню Йорк, 1851).