21 Ekim 1854'te kendisi ve aralarında başhemşire Eliza Roberts ve teyzesi Mai Smith'in de bulunduğu 38 kadın gönüllü hemşire ve 15 Katolik rahibe Osmanlı İmparatorluğu'na gönderildi.Nightingale, Üsküdar'daki Selimiye Kışlası'na 1854 yılının Kasım ayının başlarında ulaştı. Ekibi, yaralı askerlere yönelik bakımın, resmi kayıtsızlık karşısında aşırı çalışan sağlık personeli tarafından sağlanmadığını tespit etti.İlaçlar yetersizdi, hijyen ihmal ediliyordu ve çoğu ölümcül olan kitlesel enfeksiyonlar yaygındı.Hastalara yiyecek işleyecek ekipman yoktu.Nightingale'in tesislerin kötü durumuna hükümet çözümü için The Times'a bir çağrı göndermesinin ardından İngiliz Hükümeti, Isambard Kingdom Brunel'i İngiltere'de inşa edilip Çanakkale Boğazı'na gönderilebilecek bir prefabrik hastane tasarlaması için görevlendirdi.Sonuç, Edmund Alexander Parkes yönetimindeki sivil bir tesis olan Renkioi Hastanesi'ydi ve ölüm oranı Üsküdar'dakinin onda birinden daha azdı.Ulusal Biyografi Sözlüğünden Stephen Paget, Nightingale'in ya hijyen konusunda iyileştirmeler yaparak ya da Sağlık Komisyonu'nu çağırarak ölüm oranını %42'den %2'ye düşürdüğünü ileri sürdü.Örneğin Nightingale çalıştığı savaş hastanesinde el yıkama ve diğer hijyen uygulamalarını hayata geçirmişti.