W 1860 roku Parnell przybył do Stanów Zjednoczonych i dołączył do armii amerykańskiej w Brooklynie, Nowy Jork, kiedy w następnym roku rozpoczęła się amerykańska wojna domowa. Został członkiem 4. Regimentu New York Volunteer Cavalry, popularnie znanego jako "Dickel's Mounted Rifles", służąc przede wszystkim z Army of the Potomac. W pierwszych dwóch latach wojny brał udział w kampaniach pułkownika Louisa Blenkera w dolinie Shenandoah i Zachodniej Wirginii. Brał również udział w bitwach pod Cross Keys, Port Republic, Cedar Mountain i w drugiej bitwie pod Bull Run. Wraz z Korpusem Kawalerii walczył także w bitwach pod Fredericksburg, Beverly Ford, Brandy Station, Stoneman's Raid, Aldie i Middleburg. 21 czerwca 1863 roku został schwytany po nieudanym ataku kawalerii w bitwie pod Upperville i krótko przetrzymywany jako jeńca wojennego. Dwa miesiące później uciekł i udał się do Petersburga w Zachodniej Wirginii, gdzie połączył się ze swoim pułkiem. Później brał udział w bitwach o Wilderness, Spotsylvania, Trevilian Station, Petersburg, Lee's Mills, Winchester
i Cedar Creek, między innymi.