В продолжение службы в Нидерландской армии Тюренн проявил отвагу и выносливость, отличившись при осаде крепостей Клюмдерта, Виллендштадта и Буа-де-Дюка. Главнокомандующий нидерландскими войсками принц Генрих Нассауский считал, что «Тюренн имеет в себе все задатки сделаться великим полководцем».
В 1630 году Тюренн возвратился во Францию. Зимой он был представлен Людовику XIII и кардиналу Ришелье. Несмотря на свою молодость, Тюренн уже имел репутацию опытного офицера, прошедшего боевую школу в лучшей армии того времени, и потому он сразу смог получить чин полковника, с которым в 1634 году прибыл на поля сражений Тридцатилетней войны.
В первый период своей службы (1634—1643) Тюренн занимал невысокие посты во французской армии, но сумел показать себя опытным, знающим командиром, стоящим по своему уровню выше многих старших начальников. Его деятельность началась рядом блестящих осад (Ламот, Цаберн, Ландресси, Брейзах, Турин). Правильно нацеливая удар, отвергая кордонную систему, Тюренн сосредотачивал силы на решающем пункте крепости.
В осадных работах Тюренн использовал знания и опыт, полученные в Нидерландах. В случае надобности он строил плотины (ландрасси). Его действия носили смелый, предприимчивый характер. Он широко применял факторы быстроты и внезапности (маневр, приведший к разгрому испанского генерала Галласа во Франш-Конте в 1636 году, внезапную атаку имперской армии под Брейзахом в 1638 году). Почти всегда Тюренн вел свои войска в бой лично. Он получил два ранения, но при первой же возможности возвращался в строй.
Самостоятельное командование Тюренн начал с реорганизации вверенной ему Рейнской армии. В этой небольшой по численности армии он ввел строевое обучение, правильное снабжение и новый боевой порядок.
Характер деятельности Тюренна во второй период войны (1644—1648) стал значительно шире и глубже. С самого начала кампании Тюренн брал в свои руки инициативу на поле боя и только один раз за четыре года (при Мергентгейме в 1645 году) Мерси, пользуясь превосходством своих сил, удалось вырвать ее у него. Обход с целью выхода во фланг и тыл противника применялся под Фрейбургом в 1644-м и при Аллергейме в 1645 году после прорыва неприятельской позиции, что в конечном итоге приводило к сдаче главных сил баварцев.
В 1646 году после многочисленных затруднений со стороны Мазарини Тюренну удалось перенести войну в центр Баварии, где он разгромил главные силы противника при Цусмарсхаузене и создал угрозу Мюнхену, заставив курфюрста Баварского, главного союзника императора, просить мира. Второй, совместный со шведами, поход в 1648 году кончился глубоким проникновением Тюренна в Австрию, где он путем угрозы Вене принудил императора заключить Вестфальский мир, чем и закончил Тридцатилетнюю войну (1618—1648).
В войне против Фронды в 1648—1659 годах Тюренн, несмотря на то что следовал принципам стратегии того времени, почти всегда разрешал стоящие перед ним стратегические задачи оригинальными приемами, поражавшими противника неожиданностью.
В бою за Сент-Антуанское предместье Тюренн исправлял ошибки своих подчиненных офицеров, которые неумело бросали кавалерию в узкие улицы и переулки, где она не могла действовать. Вместо этого Тюренн предложил сочетание действий артиллерии и пехоты в городских условиях, когда первая продольным огнем расчищала путь для второй. При снятии осады Арраса 25 августа 1654 года Тюренн использовал для наступления ночной бой, с трудностями которого он блестяще справился, что привело к главному – внезапности удара. Сочетая внезапность с быстротой и нанося удар сосредоточенными силами, Тюренн одержал победу над вдвое превосходящей его по численности армии, опиравшейся на укрепленный лагерь.
В сражении под Дюнкерком 14 июня 1658 года в полной мере проявился его накопленный годами опыт. Это и перенос обороны в поле, где есть возможность в открытом бою разгромить противника, и умелый расчет на отлив, и, главное, умелое использование Тюренном резерва, исключающегося в эпоху линейной тактики. Вначале он подавил успех Конде на правом фланге, войска которого сковываются до тех пор, пока обошедшие с фланга французские войска не окружат Конде.
Личное мужество, умение поднять моральное состояние солдат, подорванное поражением, Тюренн проявил, прежде всего, в момент отступления из-под Валансьенна в 1656 году. Он сумел спасти французскую армию от плена, а Францию от разгрома.