Il reggimento fu arruolato al servizio federale il 12 luglio 1861 e partì per la guerra, arrivando lungo il Potomac il 25 agosto. Il 21 ottobre, fu impegnato con la più pesante perdita tra tutti i reggimenti federali nella battaglia di Ball's Bluff. Nella primavera del 1862, fu fatto parte del II Corpo dell'Esercito del Potomac e lo accompagnò durante la Campagna peninsulare, impegnandosi nelle battaglie di Seven Pines, Savage's Station
, e Glendale con perdite modeste. Nell'aprile 1862, la 1st Company Massachusetts Sharpshooters fu assegnata al reggimento, servendo con esso fino alla primavera del 1863. Trascorse la maggior parte dell'estate a Harrison's Landing, partendo in agosto giusto in tempo per perdere la seconda battaglia di Bull Run. Il reggimento si imbarcò quindi nella campagna del Maryland, dove fu selvaggiamente affiancato dai confederati nella battaglia di Antietam, perdendo oltre il 50% dei suoi 600 uomini. Durante la battaglia di Fredericksburg, fu tenuta fuori dall'assalto principale su Marye's Heights e subì relativamente poche perdite. La battaglia di Gettysburg trovò il reggimento impegnato contro gli assalti dell'esercito della Virginia settentrionale il 2 e 3 luglio 1863, con pesanti perdite. Nel 1864, la forza del reggimento era diminuita, ma si trovò ancora di fronte a campagne rigorose con azioni nella battaglia del Wilderness, Spotsylvania, Cold Harbor e l'assedio di Petersburg. Il 22 giugno il reggimento poteva schierare solo 75 ufficiali e uomini. Questo piccolo gruppo fu catturato in massa quel giorno quando furono circondati da una forza confederata sulla Jerusalem Plank Road. I sopravvissuti e i condizionati furono rimossi dal servizio federale il 26 luglio 1864, con le sue reclute e i riarruolati trasferiti al 20o Massachusetts Volunteer Infantry.