Dne 21. října 1854 byla ona a zaměstnanci 38 dobrovolných sester včetně její vrchní sestry Elizy Robertsové a její tety Mai Smithové a 15 katolických jeptišek posláni do Osmanské říše .Nightingale dorazila do kasáren Selimiye ve Scutari počátkem listopadu 1854. Její tým zjistil, že špatnou péči o zraněné vojáky poskytuje přepracovaný lékařský personál tváří v tvář lhostejnosti úředníků.Byl nedostatek léků, zanedbávala se hygiena a časté byly hromadné infekce, z nichž mnohé byly smrtelné.Nebylo tam žádné zařízení na zpracování jídla pro pacienty.Poté, co Nightingale zaslal listu The Times žádost o vládní řešení špatného stavu zařízení, pověřila britská vláda Isambard Kingdom Brunel, aby navrhla prefabrikovanou nemocnici, která by mohla být postavena v Anglii a odeslána do Dardanel.Výsledkem byla nemocnice Renkioi, civilní zařízení, které pod vedením Edmunda Alexandera Parkese mělo úmrtnost menší než jednu desetinu oproti Scutarimu.Stephen Paget v Dictionary of National Biography tvrdil, že Nightingaleová snížila úmrtnost ze 42 % na 2 %, a to buď tím, že sama zlepšila hygienu, nebo voláním po Sanitární komisi.Nightingaleová například zavedla mytí rukou a další hygienické postupy ve válečné nemocnici, ve které pracovala.