Opiskeltuaan lainopintoja jonkin aikaa Woolsey liittyi merivoimiin amiraalinä 9. huhtikuuta 1800. Hänen ensimmäinen tehtävänsä oli fregatti, jolla hän teki risteilyn Länsi-Intiaan vuosina 1800 ja 1801. Hän palveli lyhyesti ensimmäisessä Barbary sodassa.
juuri ennen sen loppua vuonna 1805. Vuonna 1807 vasta ylennetty Woolsey sai käskyn lähteä Washingtoniin, jossa hän kehitti laivaston signaalikoodin.