Im Dezember 1977 wird er Oberleutnant und wird dem 20. Regiment der Jäger zu Pferd in Rambouillet zugewiesen, dann auf seine Anfrage nach Châteaudun versetzt. Im 2. Husarenregiment der Kavallerie bewandert, stößt er im August 1880 in Sézanne auf sein Regiment, welches sich zwei Monate später nach Algerien einschifft. Zunächst in Orléansville, dann in Alger begeistert er sich für die arabische Bevölkerung, lernt die Sprache und macht sich mit den Kolonialangelegenheiten, der französischen Verwaltung und Politik in Algerien vertraut. Er bevorzugt die Selbständigkeit oder das Schutzgebiet vor einer vollständigen Angleichung und der direkten Verwaltung durch Frankreich. Die Maßnahmen Frankreichs können nur unter Achtung der Bevölkerungen und Kulturen, auf welche das Land trifft und in Zusammenarbeit mit den örtlichen Eliten ausgeführt werden.
Nach einigen Monaten in Teniet-el-Haad, einem fortgeschrittenen Posten in Südalgerien, wird Kapitän Lyautey 1882 dem 4. Regiment der Jäger in Bruyères, Vogesen, zugewiesen. Im Oktober des darauf folgenden Jahres wird er Adjutant des General L'Hotte, Generalinspektor der Kavallerie, dem er bei seinen Einsätzen nach Commercy und anschließend nach Tours folgt. Am 19. November 1887 übernimmt er das Kommando über das 1. Geschwader des 4. Regiments der berittenen Jäger von Saint-German-en-Laye. In dieser Funktion bemüht er sich, die Lebensbedingungen seiner Männer auf materiellem und kulturellem Niveau zu verbessern, zudem ihre Ausbildung, indem er die seine reformistischen Prinzipien hinsichtlich der sozialen Aufgabe eines Offiziers anwendet. Er erhält die Gelegenheit, seine neuen Theorien in einem Artikel mit großem Widerhall niederzuschreiben, welcher den Titel "Über die Rolle des Offiziers im universellen Militärdienst" trägt und am 15. März 1891 in La Revue des Deux Mondes veröffentlicht wird.
Kommandant Lyautey wird dem 12. Husarenregiment in Gray und 1893 dem Generalstab der 7. Kavalleriedivision in Meaux zugeteilt; 1894 wird er nach Indochina gesandt. Stabschef des Oberst Gallieni und Kommandant des Militärgebiets an der Grenze Chinas (Gebiet von Lang Son) nimmt er an den Expeditionen des oberen Tonkin gegen chinesische Piraten teil, die die Gegend plündern. An den Seiten Gallienis und überzeugt von dem Gedanken, dass er den Bevölkerungen die Stärke der französischen Armee zeigen muss, um sich dieser nciht bedienen zu müssen, nimmt er die nötigen Maßnahmen zur Aufwertung der Region vor: Wiederaufbau der Dörfer, Einrichtung der Verbindungsstraßen, Wiederaufnahme und Entwicklung der Kulturen und des Handels. Zunächst Souschef, dann Generalstab des Besatzungskorps wird er dann Leiter der Militärkanzlei von Armand Rousseau und Generalgouverneur von Indochina. Er vertieft sein Wissen bezüglich der politischen, verwaltungstechnischen und finanziellen Fragen Indochinas und verfolgt seine Maßnahmen auf dem gesamten Gebiet. Im März 1897 trifft er wieder auf Gallieni, der einige Monate zuvor zum Generalgouverneur von Madagaskar ernannt wurde. Dieser beauftragt ihn mit der Befriedung des Nordosten und Westens der Insel und schließlich mit der Organisation des Südens. Die Besetzung der Gebiete wird von weitläufigen Ausbauarbeiten begleitet, die den Wirtschafts- und Handelssektor des Landes eröffnen sollen.
1900 wird er zum Oberst befördert und kehrt 1902 nach Frankreich zurück, um das Kommando über das 14. Husarenregiment in Alençon zu übernehmen, bevor er 1903 von Charles Jonnart, Generalgouverneur von Algerien, nach Süd-Oranais abberufen wird. Als Brigadegeneral übernimmt er im Oktober das Kommando der Unterdivision von Ain Sefra und Ende des Jahres 1906 das der Division von Oran. 1907 wird er zum Divisionär ernannt und wird im folgenden Jahr Oberkommissar der Regierung für das besetzte marokkanische Gebiet von Oudjda. Er beginnt damit, die Einrichtungen des algerisch-marokkanischen Grenzgebiets zu überprüfen, die ein ständiger Unruheherd sind und richtet dort neue Posten ein, die einerseits die Sicherheit der Region garantieren, die ständig von Angriffen feindlicher Stämme auf die französische Übernahme bedroht ist, und andererseits den Weg nach Marokko freimachen sollen. Somit richtet er eine Reihe von Posten ein, ausgehend von Béchar, welches in Colomb umgetauft wurde und im Oktober 1903 besetzt wurde, bis zum Norden in Berguent, in der Oasis Ras el Ain, im Juni 1904.Die folgenden Monate dienen der Verstärkung und Ausdehnung der Anlage nach Westen. Da Lyautey sowohl Diplomat als auch Militär ist, vervielfacht er die Kontakte mit den verschiedenen Ortsvorstehern, um ihre Zugehörigkeit zur französischen Politik zu wecken. Nach der Befriedung des algerisch-marokkanischen Grenzgebiets kommt er 1910 nach Frankreich zurück, wo er die Spitze des 10. Armeekorps von Rennes einnimmt.
Im März 1912 legt der Beschluss von Fes das französische Protektorat auf Marokko fest, der Norden des Landes bleibt unter spanischem Einfluß. Lyautey wird am 28. April Generalkommissar vor Ort. In Marokka wird das Protektorat nicht einstimmig akzeptiert. Die Gegner des Beschlusses und des Sultans, der diesen unterzeichnet hat, sind zahlreich. Die Lage verschlechtert sich ständig. Lyautey kommt Mitte Mai in Casablanca an und wendet sich nach Fes, was von den Streitmächten der Berberleiter besetzt ist. Dies ist der Anfang eines schwierigen Feldzugs. Das Land lebt im verwaltungstechnischen und wirtschaftlichen Chaos, das Protektorat muss vollständig aufgebaut werden. Am Ende der heftigen Kämpfe kehrt der Frieden schließlich wieder in Fes und dessen Umgebung ein. Im Laufe des Sommers wird ein neuer Sultan ernannt. Lyautey bemüht sich, die religiöse und politische Autorität dieses neuen Herrschers im gesamten Land herzurichten. Die Befriedung des Landes erfolgt nach und nach. Im Mai 1914 wird Taza, eine entscheidender Zugang zu Algerien, erobert. Die Ebenen und die Küstenstädte befinden sich nun unter französischer Kontrolle. Neben den militärischen Operationen unternimmt er bedeutende Arbeiten zur wirtschaftlichen und sozialen Modernisierung für den Aufschwung des Landes. Wichtige administrative, rechtliche und wirtschaftliche Reformen werden in Angriff genommen. Einsatz von administrativen Führungskräften, Ausbau der Häfen, der Landwirtschaft, der Forschung und der Minenarbeit, Infrastrukturen für Städte, Verbindungsstraßen, Gründung von Schulen, Bau von Krankenhäusern, Gesundheitszentren und Eröffnung von festen und mobilen Sanitärposten... es gibt viel Arbeit.
Während des Ersten Weltkrieges wird er von Dezember 1916 bis März 1917 kurz Kriegsminister unter dem Kabinett Briand. Dann kehrt er nach Marokko zurück. Trotz der eingeschränkten Mittel gelingt es ihm nicht nur, die französische Gegenwart aufrechtzuhalten, sonder auch, seinen Einfluss während des Konflikts zu stärken. Bei seiner Rückkehr und noch acht Jahre lang arbeitet er ohne Pause und bewirkt eine intensive politische und wirtschaftliche Aktivität, die den Aufbau des Landes begünstigt. Als Krönung seiner Karriere wird er 1921 in den Stand des Marschalls von Frankreichs erhoben. Im Rif ist die Lage allerdings bedenklich. Die von Abd el-Krim geführte Erhebung gegen die Spanier schreitet fort und bedroht die französischen Marokkaner. Im Frühjahr 1925 greift Abd el-Krim an und bedroht die Bereiche von Taza und Fes. Lyautey, dessen Streitmächte in den letzten Jahren vermindert worden sind, organisiert sofort eine Verteidigungsschranke, während er auf Verstärkung wartet. Da er sich der französischen Regierung bezüglich der Durchführung der Operationen widersetzt, wird er von dieser verleugnet und kehrt im Oktober definitiv nach Frankreich zurück, wo er sich nach Thorey in Lothringen zurückzieht. Von 1927 bis 1931 führt er eine letzte Mission aus : die Organisation der internationalen Kolonialausstellung von Vincennes.
Der Marschall Lyautey stirbt am 27. Juli 1934. Er wird zunächst in Rabat beerdigt, seine Leiche wird jedoch 1961 nach Frankreich zurückgeführt, um dort im Invalidendom bestattet zu werden. Hubert Lyautey erhielt das Grosse Kreuz der Ehrenlegion und Inhaber eines Militärordens, des Kolonialordens Tonkin und Marokka, des marokkanischen Orderns mit der Inschrift "Casablanca" - "Oudjda" - "Haut-Guir" sowie vieler ausländischer Dekorationen. Er wurde am 31. Oktober 1912 an die französische Akademie gewählt und war Autor mehrerer Studien und Werke, darunter "Über die soziale Rolle des Offiziers im universellen Militärdienst", welche1891 in La Revue des Deux Mondes veröffentlicht wurde, Die Kolonialrolle der Armee, 1900, Im Süden von Madagaskar, militärisches Eindringen, politische und wirtschaftliche Lage, 1903, Briefe aus Tonkin und Madagaskar: 1894-1899, 1920, Worte der Aktion : 1900 - 1926, 1927, Briefe der Jugend : 1883-1893, 1931.
