A mexikói-amerikai háború alatt harcolt a Contreras-i csatában és a
Churubusco csata, mindkettő 1847 augusztusában. Churubuscóban ismét megsebesült, és az ottani teljesítménye, valamint a Contreras-i akciói miatt augusztus 20-án őrnagy rangjára emelkedett. Walker szeptember elején részt vett a Molino del Rey csatájában, és ismét megsebesült, ezúttal hátulról. A tettekért szeptember 8-án ezredes-hadnaggyá tették.