Longstreet je služil v mehiško-ameriški vojni z 8. pešadijo. V maju 1846 se je kot poročnik boril pod Zacharyjem Taylorjem v bitkah pri Palo Altu.
in Resaca de la Palma. V svojih spominih je opisal obe bitki, vendar ni napisal nič o svoji osebni vlogi v njih. 10. junija je Longstreet dobil poveljstvo nad čete A osmega pehotnega polka druge divizije Williama J. Wortha. Septembra 1846 se je ponovno boril s Taylorjevo vojsko v bitki pri Monterreyju. Med bitko je približno 200 mehiških lancerjev odgnalo skupino ameriških vojakov. Longstreet, ki je vodil četa A in B, je vodil proti napad, pri katerem je bil ubitih ali ranjenih skoraj polovica kopitarjev. 23. februarja 1847 je bil povišan v čin prvega poročnika. Vrhovni general Winfield Scott je naročil Worthovi diviziji, naj se umakne iz Taylorjeve vojske in se postavi pod njegovo neposredno poveljstvo, da bi sodelovala v napadu na mehiško prestolnico Mexico City. Worthova divizija je bila prva poslana na otok Lobos. Od tam je plula 289,7 kilometrov južno do mesta Veracruz. Worth je vodil Scottovo vojsko v njenem amfibijskem pristopu do mesta in tam prispel 9. marca. Scott je mesto oblegal in ga redno bombardiral. 29. marca se je predal. Ameriška vojska je nato odkorakala proti severni prestolnici. Avgusta je Longstreet sodeloval v bitki pri Churubuscu, ključni bitki, ko se je ameriška vojska približala zajetju mesta Mexico. Osma pehotna je bila edina v Worthovi diviziji, ki je dosegla mehiške zemeljske obrate. Longstreet je nosil polkovno zastavo pod močnim mehiškim ognjem. Vojaki so se znašli ujeti v jarku in so lahko preskočili mehiško obrambo le tako, da so stali drug na drugega. V divjem dvoboju, ki je sledil, so Američani prevladovali. Longstreet je za svoje dejanje v Churubuscu dobil povpraševanje v kapitana.