Fetterman 1861. május 14-én vonult be az uniós hadseregbe Delaware-ben, és azonnal főhadnaggyá nevezték ki. A háború alatt végig az amerikai 18. gyalogezred első zászlóaljánál szolgált, és kétszer is kitüntették vitézi magatartásáért, a háborút pedig önkéntes alezredesként fejezte be.

A háború után úgy döntött, hogy a reguláris hadseregben marad, és a 18. gyalogezred második zászlóaljába osztották be kapitányként. Az ezred 1866 novemberében a Phil Kearny erődben állomásozott, amelynek feladata a montanai terület aranylelőhelyeire utazó bevándorlók védelme volt a Bozeman Trail mentén. Fetterman állítólag azzal dicsekedett, hogy 80 katonával “át tudná lovagolni az egész sziú nemzetet.”

1866. december 21-én egy nagy létszámú cheyenne és sziú csapat – köztük Crazy Horse – Red Cloud vezetésével megtámadott egy favonatot az erőd közelében. Annak ellenére, hogy nem ismerte a határmenti viszonyokat és az indián harc módszereit, Fetterman átvette a parancsnokságot egy összetett válaszcsapat felett, amely a korábbi zászlóalj szállásmesterből, Frederick Brown századosból, George Grummond másodhadnagyból, a 18. gyalogezred 49 besorozott katonájából, a 2. lovasság 27 emberéből és 2 civil felderítőből, összesen 80 emberből állt. Fetterman, figyelmen kívül hagyva a parancsot, hogy ne merészkedjen a Lodge Trail Ridge-en túlra (az erődtől látótávolságon és támogatási távolságon kívül), üldözőbe vett egy kisebb sziú csapatot, és csapdába csalták. Körülbelül 2000 indiánnal találta magát szemben. Húsz percen belül Fetterman és parancsnoksága megsemmisült.

A Fetterman-csata, ahogy a találkozás ismertté vált, Custer 1876-os katasztrofális veresége után a második leghíresebb volt. Ez vezetett Fetterman parancsnokának, Henry B. Carringtonnak az elbocsátásához, akit kezdetben hibáztattak a katasztrófáért, de végül felmentették.

Fetterman sírja a Little Bighorn Battlefield National Monument nemzeti temetőben található. Soha nem nősült meg, és nem hagyott örökösöket.