シドニー・ハーバート（英語版）（ペンブルック伯）戦時大臣は、ナイチンゲールに戦地への従軍を依頼やる。11月、ナイチンゲールはシスター24名、職業看護婦14名の計38名の女性を率いて後方基地と病院のあるスクタリに向かったちゅうわけや。せやけど、兵舎病院は極めて不衛生であり、官僚的な縦割り行政の弊害から必要な物資が供給されていなかったちゅうわけや。さらに現地のホール軍医長官らは、縦割り行政を楯に看護婦団の従軍を拒否したちゅうわけや。ナイチンゲールらは、病院の便所掃除がどの部署の管轄にもなっていないことに目をつけ、まず便所掃除を始めることによって病院内へ割りこんでいったちゅうわけや。しかし味方がいないわけではなかったちゅうわけや。ヴィクトリア女王はハーバート戦時大臣に対し、ナイチンゲールからの報告を直接女王に届けるよう命じたちゅうわけや。ハーバートはすぐにこれを戦地に送り、病院内に張り出したちゅうわけや。ナイチンゲールと看護婦団、そして傷病兵らは元気付けられ、対抗勢力には無言の圧力となってん。

スクタリ病院の看護師の総責任者として活躍。後に判明することであるが、着任後に死亡率は上昇(42%)したが、『衛生委員会』の査察で衛生状態の改善により好転したちゅうわけや。当時、その働きぶりから「クリミアの天使」とも呼ばれたちゅうわけや。看護師を「白衣の天使」と呼ぶのは、ナイチンゲールに由来やる。夜回りを欠かさなかったことから、「ランプの貴婦人」とも呼ばれたちゅうわけや。ナイチンゲール自身はそういったイメージで見られることを喜んでいなかったようでやるちうわけや。本人の言葉としては、「天使とは、美しい花をまき散らす者でなく、苦悩する者のために戦う者である」が知られるちうわけや。

ナイチンゲールの従軍後の1855年、戦時省と陸軍省が合併すると若干事態は好転したちゅうわけや。新陸軍省は衛生委員会を組織し、現地へ調査団を派遣した、そして、ナイチンゲールの報告どおり、病院内を衛生的に保つことを命令したちゅうわけや。この命令の実施により、2月に約42%まで跳ね上がっていた死亡率は4月に14.5%、5月に5%になったことが後に判明したちゅうわけや。兵舎病院での死者は、大多数が傷ではなく、病院内の不衛生（蔓延する感染症）によるものだったと後に推測されたちゅうわけや。

この間もナイチンゲールは陸軍内の政治的トラブルに巻き込まれるちうわけや。もっとも大きなものは、ナイチンゲールの辞令の任地に最前線であるクリミア半島が含まれていないことを楯に、ホール軍医長官がその活動を制限したことだったちゅうわけや。最終的には、この部分を修正し、女王名の入った新たな辞令が届くが、これは1856年の講和直前であったちゅうわけや。

1856年3月30日パリで平和条約が締結されるちうわけや。4月29日クリミア戦争終結。7月16日病院の最後の患者が退院。ナイチンゲールは国民的英雄として祭り上げられることを快く思わず、8月6日スミスちゅう偽名を使用して人知れず帰国したちゅうわけや。11月帰国後ナイチンゲールチームはバーリントンホテルに集結し、タロック大佐の克明な報告書を読みながら病院の状況分析を始める。数々の統計資料を作成し、改革のためにつくられた各種委員会に提出したちゅうわけや。

このためイギリスでは、ナイチンゲールを統計学の先駆者としておる。これによる改革は保健制度のみではなく、陸軍全体の組織改革につながったちゅうわけや。

ナイチンゲールは「自分は（クリミア戦争における英国の）広告塔となる」ことをいとわなかったちゅうわけや。せやけど、あまりに広告塔として利用されたせいか、戦争終結後はむしろ有名人として扱われるのを嫌うようになる。それが昂じて遺言では、墓標にはイニシャルしか記すのを許さなかったちゅうわけや。