Stevens oli insinöörijoukkojen adjutantti Meksikon-Amerikan sodan aikana. Hän näki taistelun Vera Cruzin piirityksessä ja Cerro Gordossa, Contrerasissa ja Churubuscossa.
- Mitä? 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).