南丁格尔先是在巴黎修女会医院担任志愿护士，不久又在伦敦找到了重建协助贫穷病妇委员会的工作。在那里，她完全是一位自费的义工。但生活在自己向往的世界里，她感觉十分快乐。她将自己的护理心得写成了一份具有革命性的建议，可惜没有得到真正的采纳。虽然委员会没有对南丁格尔提供足够的支持，但她仍然在处处体现出自己的真实才干。她极力奉献自己，照顾病人从不落人后；她事必躬亲，参加了大量的实地临床护理工作。她清楚地认识到，一些日常管理工作，像保持医院收支平衡、改善厨房设施、给病人以清洁的病床和良好的饮食等，要比彻夜守在垂死者身边去安慰他们有用和有效得多。渐渐地，委员会的成员们开始察觉到南丁格尔的无私奉献精神，她仁爱善良的名声传扬开来。到年底时，医院的面貌已发生了很大转变。从1854年春天开始，南丁格尔访问了许多医院，她做了大量的实地调查，为改善医院护士处境搜集资料；同时，她开始考虑筹建一所学校，用以专门培养合格的受人尊重的护士。这年夏天，英国霍乱大流行，各地医院都住满了病人。许多护士染病死亡，幸存者中的大部分逃离医院。此时，南丁格尔自告奋勇，前往英格兰去指导那里的病人护理工作。她一刻不停地忙着救治患者，辛苦万分。直到霍乱被遏制住，她的工作量才稍稍减轻。三个月后，著名作家盖斯凯尔夫人来南丁格尔家做客。正逢南丁格尔回家看望父母，二人一见如故。女作家发现，在南丁格尔优雅风度的背后，还蕴藏着钢铁般坚强的个性，她仿佛充满了力量，高高屹立在上帝缔造的万物之间。1854年3月，英法联军在克里米亚参战。3个月后，霍乱开始流行，加上负伤的伤员，登陆的英军成了伤病大军。但战地医院的设备十分简陋，药品极度缺乏，加上床位和医生的不足，成千上万的伤员因得不到治疗和照顾而死去。《泰晤士报》的记者对此作出了报道，并呼吁组织医护姊妹团以救护战场上的伤兵。在南丁格尔看来，34年来她所经历的漫长岁月以及她所做的点点滴滴，似乎都是为了等待这一天的来临。她迫不及待地向现任陆军财政大臣赫伯特写了一封毛遂自荐的长信，谈了组织自愿医护队的计划。与此同时，赫伯特也执笔请求南丁格尔能够勇敢挑起领导远征护士队的工作。因为他明白，在一个纷扰杂乱的战地医院工作，必须由具备丰富的知识、强烈的同情心，并且身体强健、勇气十足的女性担任领导职位。而只有南丁格尔才符合这一近乎苛刻的条件。这是一次有趣的巧合，双方都吐露了自己的心愿，并同时得到了满意的答案。
而一向站在反对立场的母亲，知道这是国家大事，因此不再坚持己见。弗罗伦斯·南丁格尔被任命为“英国驻土耳其野战医院妇女护士队”队长，护士队的人数定为40人。在当时保守的英国民风中，国家授予大权和重任给一位女子，并派遣她前往战场，是一项重大的决定和改变。1854年10月21日，护士队从伦敦桥出发。她们准备经过巴黎、马赛，然后坐船前往君士坦丁堡。而此时全国人民都在谈论着南丁格尔小姐，上流社会的妇女们开始把学习护理当做一种时髦。一到马赛，南丁格尔就赶紧订购物资。沿途她们受到了热烈的欢迎。11月4日上午，南丁格尔一行安全抵达克里米亚。工作的地方才是她真正的家，现在她来到这里，投入了属于她的世界。她们所到的地方是战区英属医院中设备最简陋、建筑最古老的一所。医院中约有2000多位病人，救护工作全都落在她们肩上。而且，医院中的悲惨情况远远超出南丁格尔的想像：下水道堵塞、污水散发着恶臭、地板千疮百孔、老鼠遍地横行……简直比地狱还要凄惨！病房内拥挤不堪，但床位仍然不够，每张床上必须容纳四名伤员，危在旦夕的各种伤病员挤满医院的每一寸土地；医疗用品、基本生活物资严重匮乏。当南丁格尔步入野战医院时，她意识到了自己所选择的事业是多么地艰难——死神正盘旋在医院的上空！统计表明：1855年2月，伤病士兵死亡率已高达50%。而一批又一批的伤病员仍在不断被送到这里。护士队住在军医院一角肮脏、潮湿的6个房间里。没有床铺、被褥，甚至连打扫的工具都没有。她们只能睡在长凳上。最初，军医们有意冷落南丁格尔，因为他们认为她这样一位上流社会妇女对消除战争中的惨状帮不上什么大忙。南丁格尔并没有表示不满，她只派护士们做些缝补和改善伙食的工作。临时医院的伙食极差，厨房用具和设备也极其缺乏，在南丁格尔到来之前，没有一餐食物是像样的。这种恶劣情况，直到南丁格尔开设了小灶才有所改观。后来的五个多月里，南丁格尔的小厨房成了惟一能够为伤病员提供合格病号饭的地方。而且南丁格尔严格遵守管理规定，除非军医答应，她从不自作主张发放任何食品。在第一批赤痢及坏血病患者到来之后，各种病患的病员源源不断地涌向野战医院，整整一个冬天都没有中断。在克里米亚地区，由于村庄环境未经任何卫生处理，进驻的英军全部染上了霍乱。军医们手忙脚乱，不得不向南丁格尔小姐求援。
南丁格尔马上组织护士队，迅速用干草塞满了一只只口袋铺在病房里、走廊中，供病员们躺卧。当时由于条件简陋，截肢手术就在众目睽睽之下进行。她最早的几项改革之一，就是用一副帘幕把手术操作遮蔽起来，使伤员们不致目睹他们自己迟早也逃避不了的痛苦。又有几船病人接连运抵。新来的病员狼狈不堪，他们个个满身虱蚤，连他们自己都向护士摆手叫她们别靠近。然而当这些伤兵经过南丁格尔身旁时，她毫无憎厌之色。她把食品送到伤兵面前，并且向政府为无上衣的伤兵申请了近30000件衬衫。每天，她都要仔细了解军需部门缺乏哪些必需物品，然后再派人买来，按规定发放下去。在态度冷漠的官员们面前，南丁格尔毫不犹豫地用自己的钱买了许多衣服、鞋袜及其他必需品。寒冷的夜里，南丁格尔坚持一遍遍地巡视病房。当她发现病人们冷得发抖时，甚至会把自己房中仅存的柴火搬来。南丁格尔又想办法敦促上级扩建病房。在建筑工人因得不到工资中途罢工之后，她又再次动用私款雇用工人加紧赶工，如期完成了工程。同时，她还引进了不少医疗设备。她的做法在医院中引起了很大震撼，南丁格尔的能力首次在这里获得了肯定与尊敬。渐渐地，她的业绩轰动了远近视听。但就南丁格尔而言，这点成就微不足道。因为她始终认为，她的使命在于向人们尤其是向当时的英国社会证明，妇女可以在护理工作中起重大作用。在工作中，南丁格尔还要应付护士们对她的抱怨和刁难。但她毫不动摇，坚持按医疗卫生的规定办事，毫不放松对护士的要求。南丁格尔面临的困难还不止这些。
由于赫伯特的一次小疏忽，由玛丽·斯坦利率领的护士队来到这里，这就给南丁格尔开展工作增加了难度。在此之前，南丁格尔在野战医院的残酷环境中节节胜利，而在斯坦利一行到来之后，尽管她仍获得了一些个人的成功，但个人的威信却大受影响，直到此次使命将要结束时才重新完全建立起来。斯坦利一行中有15名爱尔兰修女，她们拒绝服从南丁格尔的领导。而斯坦利本人的管理方法完全是贵族式的，凡体力工作都要分给“杂役女工”去做，她的人员只负责发号施令，而且都未按规定穿统一的制服。幸运的是斯坦利本人经受不了工作的艰辛，后来竟歇斯底里地大叫起来。第二年三月，她再也承受不了，悄悄地回国了。南丁格尔的威信因在斯坦利回国前夕维多利亚女王给她的向她表示赞扬和关切的亲笔信而得到了实质性的恢复。1855年1月，救援物资仍然未送到前线。南丁格尔在这个时刻成为了众人所倚靠的人，同时也是供应物资的调配官，而正如她所说，照顾病人的工作反而是其许多非做不可的工作中最轻松的。南丁格尔遇事沉着冷静、果断又有才干，所有人都对她抱以对女神般的尊敬，称之为“克里米亚圣女”。一个女性能受到军人如此推崇，实为战争史上的奇迹。南丁格尔还不停地思考如何改善医院中的组织和编制，也不断地构想具体的提案，以充实医院内部的一切措施。提案中，有关于医疗看护部队的创设、士兵食物的调理及分配方式的反思与改善等建议和方案，还计划设立医护学校等，同时也强调了医学上临床统计的重要性。南丁格尔的这些提案后来被赫伯特及其他内阁成员在克里米亚战争期间用来作为改善陆军组织的依据。1855年2月下旬，新继任的陆军大臣潘穆尔勋爵听取了南丁格尔小姐的意见，派出了一个卫生考察团，调查前方医院和战地营房的卫生状况。“这个代表团拯救了英国军队”，南丁格尔后来这样评价。考察团发现的问题怵目惊心，他们在报告中描述野战医院卫生条件之差用了“简直是谋杀”这样的句子。军方立即组织人手清理医院的环境。不久，这些措施见效了，死亡率开始下降，一度降低到只有2.2%。士兵们心中充满了对南丁格尔小姐的感激之情。1855年初春，由于过度的操劳加上饮食不良和生活条件极差，南丁格尔的体力开始走下坡路。当病人大批涌进医院的那段时期，她曾一天24小时站着照顾伤兵，也曾经跪着为伤员包扎伤口达8小时。她甚至规定自己：在自己仔细照顾的伤病员中，绝不可以有因无人照料而死亡的。每天晚上8点以后，南丁格尔便处理文件或写信，直到夜深人静。当人们都已熟睡的时候，她便拉着一位护士，提着油灯去巡视病房。她常常把手上的油灯轻放在地上，再悄悄地走到伤兵的病床边，弯着身子观察，她的脸上充满着慈爱与祥和。但是医院太大，伤兵也太多了，她不能停留在同一张病床前太久，于是伤兵们只好望着映在墙上的影子送一个飞吻，以示心中的爱意与感激。后来，美国诗人朗费多称誉南丁格尔为“提灯女士”。南丁格尔不让病员们喝酒，并鼓励他们多给在故乡的妻子写信。当士兵们意志消沉的时候，南丁格尔不断地给他们打气。外科医生都认为她了不起，因为她能鼓励将要动手术的士兵，使他们变得乐观、勇敢。
仿佛只要她在身边，他们就能得到无比强大的力量，任何痛苦都可以忍受。而且，士兵们也因为南丁格尔而不再口出秽言，言辞方面改善了许多。南丁格尔的工作室位于医院一角的一座塔里，在那里她用各种语言和各国来访者交谈，而这些来访者都会带着感谢和敬佩的心情离去。护士们便将南丁格尔所住的塔楼称之为“巴比伦南丁格尔在战地医院使用的背带和夜巡时所提的油灯高塔”。南丁格尔用布帘把工作室隔开，里面放着她的卧床，办公桌周围堆积了如山的文件和资料。室内十分寒冷，连墨水都几乎冻结，老鼠在天花板里跑来跑去。而南丁格尔却不断地埋头写字，据医院的职员说，南丁格尔房间中的灯火从未熄灭过。南丁格尔还帮助伤病员写信或为她手下的护士写信给远方的孩子，给陆军长官赫伯特的信和报告更是从未间断过。她因为太疲倦时常和衣而睡。由于南丁格尔的努力，医院里药品充足，器械、设备齐全，还有了洗浴设施，医疗条件大有改观。医院的膳食也在她请来的厨师的指导下，发生了奇迹般的变化。于是她决定前往另外两所野战医院。1855年5月1日，南丁格尔渡海到了巴拉克拉瓦。在废弃的炮台上，她受到了士兵们热情的欢迎——他们向她献上由百合与野花编成的花束。长久疲倦的身心被幸福的感觉填满，南丁格尔哭了。第二天一早，她便开始了医务巡察。看到医院脏乱的环境、营运的困难及护士训练的不足之后，南丁格尔鼓起勇气，准备向它们发出挑战。但是，一切尚未开始，她就病倒了。医生诊断她患了“克里米亚热病”。她一直昏迷不醒，病情十分严重。整个巴拉克拉瓦都骚动了。所有的士兵都为此悲伤，大家不断祈祷，愿她早日康复。两个星期中，南丁格尔一直在死亡线上徘徊，直到5月20日，她才脱离险境，但仍旧十分虚弱，就连自己吃饭都相当困难。经过一个多月的静养，南丁格尔逐渐康复起来并基本痊愈了。医生认为，这场热病恰恰救了她的命，因为她因此被迫休息了一段时间，否则她的健康真让人万分担心。正当南丁格尔准备振作精神重返克里米亚时，新的打击又降临了：军队的医务当局不欢迎她。他们感到现在一切就绪，用不着重视南丁格尔的意见了。卫生检查团交托的工作迟迟未办，护士们中间也不断发生摩擦，一些护士还陆续结了婚以致不能安心工作，她甚至还被诬陷扣压礼品。南丁格尔的工作范围又大又吃力，还要应付那些自私自利、无能又恶劣的军方官员，没有人比她更辛苦。她常常为了顾全大局而忍气吞声，顽强工作着。在她看来，重要的是自己必须对病人们负责到底。在战争即将结束时，陆军医院内部对护士队的工作出现了各种难听的批评，但是南丁格尔都默不作声。一些人说她是贪求名利的女人，就连一些低级军官也对她冷嘲热讽，调配处的人对她更是冷眼相待。
可是，南丁格尔都一一忍受下来了，在她坚挺的身躯之中始终蕴蓄着自己的信仰。尽管战区的某些人物向南丁格尔频频发难，但她的事迹却逐渐在国内流传开来。从前线返回的士兵们纷纷把南丁格尔的事迹带回到英国大众之中。听过她的事迹的人们把它改编成小曲和诗歌四处传唱。当时，新闻杂志上时常可以看到南丁格尔的大名以及歌颂她的诗篇。人们想像南丁格尔的样子，并把她的肖像制作成信纸的画面、瓷器上的花样等等。许多道路、轮船、赛马和狗都以弗罗伦斯或南丁格尔来命名。举国上下，出现了一股“南丁格尔”热潮。人们还用募捐的钱成立了“南丁格尔基金会”。基金会成立后，维多利亚女王为了表示由衷感谢之情，特地致信给南丁格尔，称赞她的功劳“比起勇敢的将士们，有过之而无不及”，并赠送给南丁格尔一枚特别制作的胸针和一枚镶有钻石皇冠的红珐琅圣乔治十字勋章。南丁格尔的名气几乎达到了巅峰。战争即将结束时，人们都劝南丁格尔回国长期疗养，但她一再坚拒。她说：“除非战乱平息，除非这里没有任何一位伤病员，否则我绝不能离开这里。”她的个性及淳朴的爱心是她坚持不肯回国的主要原因。在她的一生中，没有半途而废的事，而且她不愿因为自己的离去而使得护士、士兵以及在战场上所有需要她的人因失去依靠而变得散漫、无组织以致前功尽弃。此时的南丁格尔又开始计划争取改善英军下级士兵的待遇。她克服了重重激烈的阻力，为他们开辟了一间小型的图书馆，还请来老师为士兵讲课。截至1856年春，南丁格尔共创办了四所军人学校。每周，南丁格尔还抽出一个下午，匀一点时间为那些想寄钱回乡的士兵服务，结果每个月大约有1000英镑被寄回英国本土。后来经南丁格尔的提议，在女王的帮助下，前线的邮局开办了汇款服务。不到6个月，有7.6万英镑被寄回了家乡。南丁格尔说：“这些钱全部是在酒店里节省下来的。”经过她一个冬天的努力，英军士兵那种酒气熏天的野蛮形象一去不复返了。1856年3月，克里米亚战争结束了。7月，南丁格尔小姐终于准备回国。英国各地都计划着想给南丁格尔一个隆重盛大的欢迎仪式，但都被她一一谢绝。她不希冀个人荣耀，甚至有些害怕。
7月28日，她隐姓埋名，只身回到英国，几天后，悄悄回到了故乡。克里米亚战争在英国民众心中重新塑造了两种英雄形象：士兵、护士。而这两种形象的评价之所以产生与以前截然不同的改变，完全是由于南丁格尔的努力造就的。南丁格尔用自己的行动给护理工作这个职业树立了一个光辉的典范，也给人们带来了一场重要的变革。
