V roce 1860 přijel Parnell do Spojených států a připojil se k americké armádě v Brooklynu, New York, když v následujícím roce začala americká občanská válka. Stal se členem 4. pluku dobrovolné kavalerie New Yorku, populárně známé jako "Dickelovy montované pušky", sloužící především s armádou Potomacu. Během prvních dvou let války byl součástí kampaní plukovníka Louise Blenkera v údolí Shenandoah a Západní Virginii. Také bojoval v bitvách u Cross Keys, Port Republic, Cedar Mountain a druhé bitvě u Bull Runu. S kavalerií bojoval také v bitvách u Fredericksburgu, Beverly Ford, Brandy Station, Stoneman's Raid, Aldie a Middleburg. Dne 21. června 1863 byl zajat poté, co vedl neúspěšný útok na kavalérii v bitvě u Upperville a krátce držel jako válečný zajatec. O dva měsíce později utekl a vydal se do Petersburgu v Západní Virginii, kde se znovu setkal se svým plukem. Později bojoval v bitvách Wilderness, Spotsylvania, Trevilian Station, Petersburg, Lee's Mills, Winchester
a Cedar Creek mezi dalšími angažmámi.