Cervantes abandonó el ambiente pontificio en 1570, para entrar en el servicio militar, Se alistó primero en Nápoles a las órdenes de Álvaro de Sande, para sentar plaza después, con toda seguridad, en la compañía de Diego de Urbina, del tercio de don Miguel de Moncada

Se embarcaría en la galera Marquesa, junto con su hermano Rodrigo, para combatir, el 7 de octubre de 1571, en la batalla naval de Lepanto.

Aunque en aquellos días sufría de fiebres, luchó con valor, pues recibió dos arcabuzazos en el pecho y uno en la mano izquierda, que se la dejaría inutilizada para siempre. A cambio, quedaría inmortalizado como EL MANCO DE LEPANTO

Ya recuperado de sus heridas en Mesina, en 1572 se incorporó a la compañía de don Manuel Ponce de León, del tercio de don Lope de Figueroa, dispuesto a seguir como soldado, pese a tener una mano lisiada.

Unos tres años después Cervantes decide regresar a España, no sin obtener antes cartas de recomendación del propio don Juan de Austria, reconociéndole sus méritos militares.

 En 1575 embarca en Nápoles y parte rumbo a Barcelona, con tan mala suerte que una tempestad las dispersa y precisamente El Sol, en la que viajaban Cervantes y su hermano, es apresada, ya frente a las costas catalanas, por unos corsarios berberiscos. Los cautivos son conducidos a Argel y Miguel de Cervantes cae en manos de Dalí Mamí, apodado El Cojo, quien, a la vista de las cartas de recomendación del prisionero, firmadas por el gran capitán mediterráneo Juan de Austria, fija su rescate en 500 escudos de oro, cantidad prácticamente inalcanzable para la familia de su padre el cirujano.

Intentó escaparse en varias ocasiones, sin éxito, y al final fue liberado gracias al rescate pagado por el fraile trinitario fray Juan Gil. El 27 de octubre llega a las costas españolas y desembarca en Denia (Valencia): su cautiverio ha durado cinco años y un mes. En 1581 fue a Orán, en misión desconocida, y luego a Lisboa, a dar cuentas al gobierno de Felipe II. Nunca le fueron recompensados sus méritos militares.