Op 21 oktober 1854 werden zij en de staf van 38 vrouwelijke vrijwillige verpleegsters, waaronder haar hoofdverpleegster Eliza Roberts en haar tante Mai Smith, en 15 katholieke nonnen naar het Ottomaanse Rijk gestuurd.Nightingale arriveerde begin november 1854 in de Selimiye-kazerne in Scutari. Haar team ontdekte dat de slechte zorg voor gewonde soldaten werd verleend door overwerkte medische staf, ondanks de officiële onverschilligheid.Er was een tekort aan medicijnen, de hygiëne werd verwaarloosd en massale infecties kwamen vaak voor, waarvan er vele fataal waren.Er was geen apparatuur om voedsel voor de patiënten te verwerken.Nadat Nightingale een pleidooi naar The Times had gestuurd voor een overheidsoplossing voor de slechte staat van de faciliteiten, gaf de Britse regering Isambard Kingdom Brunel de opdracht een geprefabriceerd ziekenhuis te ontwerpen dat in Engeland kon worden gebouwd en naar de Dardanellen kon worden verscheept.Het resultaat was het Renkioi-ziekenhuis, een civiele faciliteit die, onder leiding van Edmund Alexander Parkes, een sterftecijfer had van minder dan een tiende van dat van Scutari.Stephen Paget beweerde in de Dictionary of National Biography dat Nightingale het sterftecijfer verlaagde van 42% naar 2%, hetzij door zelf verbeteringen in de hygiëne aan te brengen, hetzij door de Sanitaire Commissie in te roepen.Nightingale implementeerde bijvoorbeeld handenwaspraktijken en andere hygiënepraktijken in het oorlogsziekenhuis waar ze werkte.