15 сентября 1571 года союзный флот вышел в море, к берегам Греции. Сервантес, находящийся на борту одного из кораблей, заболел сильнейшей нервной лихорадкой. Он лежал в полубреду на своей койке, но, услышав, что идет сражение, выбежал на палубу и потребовал, чтобы его назначили на пост. Капитан приказал ему удалиться, друзья уговаривали его укрыться в безопасном месте. Услышав это, Сервантес якобы воскликнул: «До сих пор я служил как бравый солдат; теперь, как бы я ни был болен, я предпочитаю умереть, сражаясь за Бога и короля, вместо того чтобы постыдно укрываться под палубой!» и снова потребовал, чтобы ему дали соответствующие указания. Ему указали место в шлюпке, привязанной сбоку корабля, где кроме него находилось еще двенадцать человек. Став в их главе, Сервантес охранял во время боя лодочный трап и получил три огнестрельных ранения: два в грудь и одно в предплечье, после чего его левая рука была раздроблена, и в итоге он до конца жизни не владел ею, по его собственным словам, «к вящей славе правой».
Сервантес был отвезен в Мессину и провел зиму в госпитале, откуда выписался только в апреле 1572 году. Но увечье не побудило его оставить военную службу. Зачисленный в полк Лопе де Фигероа, Сервантес провел некоторое время на острове Корфу, где был расквартирован полк. 2 октября 1572 года он участвовал в морской битве при Наварине (Греция).
К этому времени умер папа Пий V, и приближался распад Священной лиги. Дон Хуан Австрийский (брат короля Испании Филиппа II) решил действовать самостоятельно; он задумал основать либо в Греции, либо на берегу Африки независимое испанское королевство и таким образом вести постоянную борьбу с исламом. Сервантес вошел в состав экспедиционного корпуса, направленного под начальством дона Хуана Австрийского в Северную Африку для укрепления крепостей Голеты и Туниса.
Поход дона Хуана окончился трагично – Голета стала могилой трех тысяч воинов. Сервантес, принимавший участие в этом предприятии, вернулся в Италию с доном Хуаном, когда последний был отозван Филиппом II: в 1573 году полк Сервантеса был возвращен в Италию для несения гарнизонной службы сперва в Сардинии, а потом (в 1574 году) в Неаполе. Дон Хуан получил направление во Фландрию, где вскоре умер. Испанские войска, участвовавшие в кампании, были по большей части распущены.
Жизнь в Италии и гарнизонная служба не представляла теперь для Сервантеса ничего привлекательного. Он подал в отставку и, уезжая в Испанию, заручился письменными рекомендациями своих начальников. Дон Хуан Австрийский снабдил Сервантеса письмами высокопоставленных лиц, в которых засвидетельствовал его безупречное поведение.
Позже Сервантес никогда не жаловался