21. oktober 1854 ble hun og staben til 38 kvinnelige frivillige sykepleiere inkludert hennes oversykepleier Eliza Roberts og hennes tante Mai Smith, og 15 katolske nonner sendt til det osmanske riket .Nightingale ankom Selimiye Barracks i Scutari tidlig i november 1854. Teamet hennes fant ut at dårlig omsorg for sårede soldater ble levert av overarbeidet medisinsk personell i møte med offisiell likegyldighet.Medisiner var mangelvare, hygiene ble forsømt, og masseinfeksjoner var vanlige, mange av dem dødelige.Det fantes ikke utstyr til å behandle mat til pasientene.Etter at Nightingale sendte en bønn til The Times om en regjeringsløsning på den dårlige tilstanden til fasilitetene, ga den britiske regjeringen Isambard Kingdom Brunel i oppdrag å designe et prefabrikkert sykehus som kunne bygges i England og sendes til Dardanellene.Resultatet var Renkioi Hospital, et sivilt anlegg som, under ledelse av Edmund Alexander Parkes, hadde en dødsrate mindre enn en tidel av Scutari.Stephen Paget i Dictionary of National Biography hevdet at Nightingale reduserte dødsraten fra 42% til 2%, enten ved å gjøre forbedringer i hygienen selv, eller ved å ringe til Sanitary Commission.For eksempel implementerte Nightingale håndvask og annen hygienepraksis på krigssykehuset der hun jobbet.