21 жовтня 1854 року її та персонал із 38 жінок-медсестер-добровольців, включаючи її головну медсестру Елізу Робертс та її тітку Мей Сміт, а також 15 католицьких черниць було відправлено до Османської імперії .Найтінгейл прибула до казарм Селіміє в Скутарі на початку листопада 1854 року. Її команда виявила, що перевантажений медичний персонал погано доглядає за пораненими солдатами всупереч офіційній байдужості.Не вистачало ліків, нехтували гігієною, були поширені масові інфекції, багато з яких були смертельними.Не було обладнання для обробки їжі для пацієнтів.Після того, як Найтінгейл надіслав до газети «Таймс» прохання уряду вирішити проблему поганого стану закладів, британський уряд доручив Ізамбарду Кінгдом Брунелю спроектувати збірну лікарню, яку можна було б побудувати в Англії та відправити до Дарданеллів.Результатом став госпіталь Renkioi, цивільний заклад, який під керівництвом Едмунда Александра Паркса мав менше ніж одну десяту смертності від рівня Скутарі.Стівен Педжет у «Словнику національної біографії» стверджував, що Найтінгейл знизила рівень смертності з 42% до 2%, або шляхом покращення гігієни сама, або через виклик санітарної комісії.Наприклад, Найтінгейл запровадила миття рук та інші гігієнічні практики у військовому госпіталі, в якому вона працювала.