Dwuletnią służbę wojskową odbył jako First Lieutenant (porucznik) i szef psychologów w Fort Dix, w pobliżu Trenton. W czasie służby dokonał świadczących o zainteresowaniach naukowych, które spowodowały zmianę polityki wobec rekrutów. Wykazał m.in. że ogólnej liczby zwolnień z wojska nie zmieni wprowadzenie zasady, że rekrut po trzech dniach ćwiczeń sam zdecyduje, czy jest zdolny do tej służby (zezwolenia na ich odejście spowodowały odpowiednie zmniejszenie się liczby zwolnień w późniejszym czasie, spowodowanych załamaniami nerwowymi). Wykazał też, że 90% żołnierzy karanych aresztem za samowolne opuszczenie koszar ponownie dokonuje tego wykroczenia, podczas gdy karani dodatkowymi obowiązkami zwykle nie dopuszcza się ponownej samowolki (również te spostrzeżenia zostały wykorzystane przez dowództwo). W tym okresie poznał Wallace’a Friesena, przyszłego wieloletniego współpracownika naukowego. Po służbie wrócił do Langley Porter, gdzie – we współpracy z Friesenem – zajął się badaniami komunikacji niewerbalnej, głównie problemami kłamania. Od roku 1963 prace wspierał Wydział Badań Klinicznych Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (NIMH), a również Fundacja Harry’ego Guggenheima i Fundacja Johna D. i Catherine T. MacArthur.