Stevens oli insinöörijoukkojen apulainen Meksikon-Amerikan sodan aikana. Hän oli mukana Vera Cruzin piirityksessä ja Cerro Gordossa, Contrerasissa ja
- Churubusco. - Mitä tarkoitat? Jälkimmäisessä taistelussa hän herätti esimiehiensä huomion, ja he antoivat hänelle kapteenin brevettiaseman. Hän sai jälleen kunnianosoituksen ja brevetin urhoollisuudestaan Chapultepecin taistelussa, tällä kertaa majuriin. Stevens osallistui taisteluun Molino del Rey -taistelussa ja Mexico Cityn taistelussa, jossa hän haavoittui vakavasti. Myöhemmin hän kirjoitti kirjan seikkailuistaan "Rio Grande ja Meksikon kampanjat, joissa ilmoitetaan Major Ripleyn viimeaikaisesta työstä" (New York, 1851).