Talley kom først ind i militæret som reserveofficer i United States Army Coast Artillery Corps i midten af 1920'erne. Han sluttede sig til den amerikanske hær i juni 1926. Som løjtnant var Talley stationeret med 2. ingeniørbataljon i Texas og Colorado, før han gik på ingeniørskolen i Virginia. Han var derefter involveret i Nicaragua-kanalundersøgelsen og hjalp med eftervirkningerne af
Jordskælvet i Nicaragua i 1931. Talley fik til opgave at slukke branden efter jordskælvet i Managua. Da Talley vendte tilbage til USA, arbejdede han med at lave kort baseret på luftfotografier i ni år og udgav lærebogen "Photogrammetry". Han opfandt også en 'bærbar stereocomparagraf' og holdt foredrag på Harvard University. Han var chef for distriktsingenæren i Portland, Oregon.