Fetterman narukoval do armády Unie 14. května 1861 v Delaware a ihned byl jmenován nadporučíkem. Po celou válku sloužil u prvního praporu 18. pěšího pluku USA, dvakrát byl vyznamenán za statečné chování a válku ukončil jako podplukovník dobrovolníků.

Po válce se rozhodl zůstat v pravidelné armádě a byl zařazen jako kapitán do druhého praporu 18. pěšího pluku. V listopadu 1866 byl pluk umístěn ve Fort Phil Kearny, kde měl za úkol chránit přistěhovalce cestující na zlatá pole v Montanském teritoriu po Bozemanské stezce. Fetterman se údajně chlubil, že s 80 vojáky může „projet celým národem Siouxů“.

Dne 21. prosince 1866 zaútočila velká skupina Šajenů a Siouxů – mezi nimiž byl i Šílený kůň – pod vedením Rudého oblaka na vlak s dřevem poblíž pevnosti. Navzdory neznalosti pohraničních podmínek a metod boje s indiány převzal Fetterman velení složené reakční jednotky, kterou tvořili bývalý rotmistr praporu kapitán Frederick Brown, podporučík George Grummond, 49 poddůstojníků 18. pěšího pluku, 27 mužů 2. jízdního pluku a 2 civilní průzkumníci, celkem 80 mužů. Nedbaje rozkazu nevydávat se za hřeben Lodge Trail (mimo dohled a podpůrnou vzdálenost od pevnosti), pronásledoval Fetterman malou skupinu Siouxů a nechal se vlákat do léčky. Ocitl se tváří v tvář přibližně 2 000 indiánů. Během 20 minut byl Fetterman i se svým velením zničen.

Fettermanův boj, jak se střetnutí stalo známým, se svou proslulostí zařadil na druhé místo po Custerově katastrofální porážce v roce 1876. Vedla k odvolání Fettermanova velitele Henryho B. Carringtona, který byl zpočátku z katastrofy obviňován, ale nakonec byl očištěn.

Fettermanův hrob se nachází na Národním hřbitově u Národního památníku Little Bighorn Battlefield. Nikdy se neoženil a nezanechal žádné dědice.