W 1838 r. Moltke został wysłany jako doradca do osmańskiego generała dowodzącego wojskami w Anatolii, który miał dowodzić kampanią przeciwko Muhammadowi Alemu. W ciągu lata Moltke zrobił obszerny rekonesans ziem Imperium Osmańskiego, przebył kilka tysięcy kilometrów w trakcie podróży (góry Taurus, pustynie Mezopotamii) Płynąc Eufratem, stworzył wiele map zwiedzonych terenów. W 1838 roku wziął udział w kampanii przeciwko Kurdom.
W 1839 roku wojska przeniosły się na południe do walki z Egipcjanami, lecz w obliczu przybycia nieprzyjaciela generał nie chciał słuchać rad Moltkego. Doradca zrezygnował więc ze stanowiska oficera sztabowego i objął dowództwo nad artylerią. W bitwie pod Nizip 24 czerwca 1839 roku armia osmańska została pokonana, ale oddział Moltkego był ostatnim, który wycofał się z pola walki. Po wielkich trudach Moltke ruszył z powrotem do Konstantynopola. Jego patron, sułtan Mahmud II, już nie żył, więc Moltke, podupadły na zdrowiu, wrócił do Berlina w grudniu 1839 roku.