Durant la Segona Guerra Mundial, Fuller es va unir a l'Exèrcit dels Estats Units. Va ser assignat com a infanterista al 16è Regiment d'Infanteria, 1a Divisió d'Infanteria, i va veure dures lluites. Va participar en desembarcaments a l'Àfrica.
, Sicília i Normandia, i també va veure l'acció a Bèlgica i Txecoslovàquia. El 1945, va estar present a l'alliberament d'un camp de concentració alemany a Falkenau i va rodar imatges de 16 mm, conegudes com a "V-E +1", que més tard es van integrar en el documental francès "Falkenau: The Impossible" (1988). El 2014, el material va ser seleccionat per al Registre Nacional de Pel·lícules dels Estats Units. Pel seu servei militar, Fuller va ser guardonat amb l'Estrella de Plata, l'Estrella de Bronze, el Cor Púrpura i la Insignia d'Infanterista de Combat. Va arribar al rang de caporal. Fuller va utilitzar les seves experiències de guerra com a material en les seves pel·lícules, especialment en "The Big Red One" (1980), el sobrenom de la 1a Divisió d'Infanteria. Després de la guerra, Fuller va ser coautor d'una història del regiment de la 16a Infanteria.