Kariera wojskowa 3 października 1809 roku w wieku lat 15 został umieszczony przez rodziców w Korpusie Kadetów artylerii i inżynierii. Jako podporucznik elew 1 kwietnia 1810 przeszedł do elitarnej warszawskiej Szkoły Aplikacyjnej Artylerii i Inżynierii w której na dwanaście miejsc było 36 kandydatów. Tam zdobył podstawy wiedzy przydatnej w praktyce inżynierskiej, ucząc się arytmetyki, geometrii teoretycznej i praktycznej, trygonometrii, algebry, topografii, a także języków: polskiego, francuskiego, niemieckiego i rosyjskiego. Dzięki edukacji oraz późniejszym podróżom po całej Europie stał się poliglotą. Zajęcia w szkole obejmowały również zajęcia praktyczne. Oprócz strzelania i obsługi dział w programie znalazły się także zajęcia inżynierskie, jak budowanie fortyfikacji oraz mostów.
1 kwietnia 1810 roku został mianowany podporucznikiem artylerii. W celu szkolenia praktycznego otrzymał przydział do artylerii konnej Księstwa Warszawskiego. W latach 1810–1811 ukończył z wyróżnieniem Szkołę Aplikacyjną Artylerii i Inżynierów. Absolwentami tej szkoły byli m.in. gen. Ignacy Prądzyński oraz gen. Wojciech Chrzanowski. Po skończeniu nauki Bem uzyskał z nominacji Józefa Poniatowskiego stopień porucznika II klasy artylerii konnej.