MacRae ging als soldaat in dienst bij de Monroe lichte infanterie en werd gekozen tot kapitein toen het bedrijf B werd, 15e North Carolina infanterie regiment. In april 1862 werd hij gepromoveerd tot luitenant-kolonel. Tijdens de Peninsula Campaign en bij Second Manassas maakte zijn regiment deel uit van Howell Cobb's brigade. Tijdens de Slag bij Antietam, MacRae leidde de brigade die was verminderd tot 250 mannen tijdens de gevechten in de voorgaande paar weken. MacRae's brigade sloeg drie aanvallen van de Unie af, maar viel terug toen hij slechts 50 man over had en zijn munitievoorraad was uitgeput. Bij Fredericksburg vocht hij met zijn regiment bij Marye's Heights. Onmiddellijk na de slag werd de 15th North Carolina overgedragen aan de North Carolina brigade van brigadegeneraal John Rogers Cooke. Cooke was zwaar gewond geraakt bij Fredericksburg en zou pas in april 1863 terugkeren naar de brigade. In februari 1863 werd MacRae gepromoveerd tot kolonel. Deze brigade diende in Noord-Carolina en Zuidoost-Virginia tot na de Gettysburg-campagne. In februari 1863 werd hij kolonel en in 1864 werd hij benoemd tot brigadier-generaal. Na zijn terugkeer naar het leger van Noord-Virginia, werd MacRae onderscheiden voor moed in de Slag bij Bristoe Station. Nadat brigadegeneraal William Whedbee Kirkland gewond raakte in de Slag bij Cold Harbor werd MacRae tijdelijk gepromoveerd tot brigadegeneraal en werd hij toegewezen aan het commando van Kirkland's brigade (dit was ook de voormalige brigade van brigadegeneraal J. Johnston Pettigrew). Bij het Ream's Station
De brigades van MacRae, Lane en Cooke dreven John Gibbons 2e divisie van Winfield Scott Hancock's II Corps uit zijn verschanstingen aan hun voorzijde en veroverden een artilleriebatterij. Na zijn verdienstelijke dienst in de Slag bij Boydton Plank Road bleef MacRae bij het leger tijdens de Appomattox-campagne.