Po ataku na Pearl Harbor (1941), podczas II wojny światowej, Fuller zaciągnął się do United States Army. Będąc strzelcem w 1 Dywizji Piechoty (tzw. Wielka Czerwona Jedynka) brał udział w lądowaniu Afryce (Torch, 1942), na Sycylii (Husky, 1943) oraz w Normandii (Omaha, 1944). Szlak bojowy zaprowadził go do Belgii i Czechosłowacji. W 1945 roku był obecny podczas wyzwolenia niemieckiego obozu koncentracyjnego, które zarejestrował na 16 mm taśmie, znanej jako V-E +1. Niemy film później wykorzystano we francuskim dokumencie Falkenau, the Impossible (1988). W 2014 roku V-E +1 przeznaczono do przechowania na amerykańskiej liście National Film Registry. Za zasługi wojenne Fuller został odznaczony Brązową Gwiazdą, Srebrną Gwiazdą oraz Purpurowym Sercem. Dosłużył się stopnia kaprala. Fuller wykorzystał swoje wojenne doświadczenia m.in. w Wielkiej czerwonej jedynce (1980), tytule, który jest jednocześnie określeniem 1. Dywizji Piechoty. Po zakończeniu wojny Fuller był współautorem książki opisującej historię 16. Pułku Piechoty.

Jego bratem był Ray Fuller, porucznik Counter Intelligence Corps.