В 1958 году окончил Военно-морскую академию США. Учился неважно. В том же году Маккейн поступил на службу в военно-морскую авиацию.
С 1960 служил лётчиком на авианосцах «Интрепид» и «Энтерпрайз» в Карибском море. Проходил службу на «Энтерпрайз» во время Карибского кризиса 1962, после этого был инструктором на военно-морской базе Меридиан в Миссисипи. Тяготясь работой инструктора, Маккейн просил направить его во Вьетнам.
В декабре 1966 он был назначен на авианосец «Форрестол», первоначально находившийся в Средиземном море и Атлантическом океане. Весной 1967 «Форрестол» был переведён в Тихий океан для участия во Вьетнамской войне.
29 июля 1967 во время пожара на «Форрестоле» Маккейн чуть было не погиб. Случайно выпущенная неуправляемая ракета поразила его самолёт, который готовился к взлёту. Ему удалось спастись, спрыгнув на палубу. В последующем за взрывом пожаре погибли 132 и ранены 62 моряка ВМС США. Маккейн был ранен шрапнелью в ноги и грудь. После того, как «Форрестол» был отправлен в ремонт, Маккейн был переведён на авианосец «Орискани», всего до конца октября 1967 совершил 22 боевых вылета.
26 октября 1967 он вылетел на бомбардировку тепловой электростанции в Ханое и был сбит советской зенитной ракетой (по другой версии — огнём зенитной артиллерии). Лётчик катапультировался и приземлился в озеро, чуть не утонув; он сломал обе руки и ногу и был жестоко избит вьетнамскими солдатами: ему раздробили плечо, он был дважды ранен.
В таком состоянии Маккейн был помещён в главную тюрьму Ханоя — его отказались отправить в госпиталь, полагая, что он всё равно умрёт. На допросе он, в соответствии с американским военным уставом, назвал только краткие сведения о себе — по фамилии вьетнамцы установили, что они взяли в плен сына адмирала. Только после этого ему была оказана медицинская помощь, и о его пленении было официально объявлено. Он шесть недель провёл в больнице, в этот период к нему допустили французского тележурналиста, его посещали видные вьетнамские деятели, считавшие Маккейна представителем американской военно-политической элиты. В декабре 1967 потерявшего 26 кг и поседевшего (позднее он получил прозвище «Белый торнадо») Маккейна перевели в лагерь военнопленных в Ханое, где о нём заботились товарищи по плену. Однако в марте 1968 он был помещён в одиночную камеру.
В июле 1968 его отец стал главнокомандующим Тихоокеанским флотом США и, соответственно, командующим американскими военно-морскими силами на Вьетнамском театре военных действий. Тогда северовьетнамские власти в пропагандистских целях предложили освободить Маккейна раньше его товарищей, однако он заявил, что принял бы предложение только в том случае, если бы также были освобождены американские военнослужащие, попавшие в плен раньше него. Об отказе Маккейна от освобождения вьетнамские чиновники сообщили американскому представителю на Парижских мирных переговорах Авереллу Гарриману.
В августе 1968 Маккейна подвергли постоянным избиениям (каждые два часа), стремясь сломить его волю. В это же время он болел дизентерией, а охранники помешали ему покончить с собой. После четырёх дней подобных «допросов» он написал короткое «признание» в своей преступной деятельности против вьетнамского народа — при этом он использовал несвойственный ему коммунистический жаргон, чтобы показать, что этот документ получен с помощью пыток ("Я грязный преступник, совершивший акт воздушного пиратства. Я почти умирал, но вьетнамский народ спас мне жизнь, спасибо вьетнамским докторам"). Новые переломы, полученные в эти дни, привели к тому, что Маккейн потерял возможность поднимать руки выше головы.
Позднее он вспоминал: «Я узнал то, что все мы узнали там: каждый человек имеет свой предел. Я достиг своего». Однако на этом плохое обращение с ним не прекратилось — его продолжали бить (два-три раза в неделю) за отказ подписать новое «признание». Он вспоминал, что каждое утро к нему входил надзиратель и требовал, чтобы заключённый кланялся ему, и в ответ на отказ, наносил ему удар в висок. Кроме того, Маккейна пытались силой заставить выдать военную информацию — после очередных избиений он заявил, что согласен назвать фамилии своих товарищей по эскадрилье, после этого перечислив вьетнамцам список футболистов команды «Грин Бэй Пэкерз». В этот же период он принципиально отказывался встречаться с посещавшими Ханой американскими антивоенными активистами, чтобы не дать возможности использовать его в целях пропаганды против своей страны.
Летом 1969 один из освобождённых из плена американцев сообщил о пытках, которым он подвергался. После этого обращение с военнопленными улучшилось. В октябре 1969 Маккейн был переведён в тюрьму «Хоа Лоа», известную среди американских пилотов под ироническим названием «Ханой Хилтон». Там он продолжал отказываться встречаться с американскими антивоенными активистами и журналистами, сочувствовавшими Северному Вьетнаму. Всего Маккейн провёл в плену 5,5 лет, и освобождён 15 марта 1973 после подписания Парижских мирных соглашений между США и Демократической Республикой Вьетнам.
После возвращения из плена Маккейн остался на военной службе. Фотография его встречи с президентом Ричардом Никсоном на приёме в Белом доме приобрела широкую известность (Маккейн в то время ещё передвигался на костылях).
В 1973—1974 он учился в Национальном военном колледже (Вашингтон, округ Колумбия) и проходил курс весьма изнурительной и болезненной физической терапии, после которого снова смог обходиться без костылей и восстановить свою квалификацию пилота. В конце 1974 он был назначен на службу в учебную эскадрилью, размещённую на военно-морском аэродроме Сесил Филд близ Джексонвилла, штат Флорида, а затем стал её командиром. С его организаторскими способностями связывали улучшение боеготовности этого подразделения. В 1977 Маккейн стал морским офицером связи при американском сенате — позднее он назвал этот опыт «реальным входом в мир политики».
В 1981, понимая, что последствия ранений и травм не позволят ему достичь адмиральского чина (подобно деду и отцу), он покинул действительную службу в чине капитана 1-го ранга. За время военной службы он был награждён медалями Серебряная звезда, Бронзовая звезда, Легион чести, Пурпурное сердце и Крестом за выдающиеся лётные достижения.
Папа и дедушка адмиралы, что позволило ему положить на все и вся в Анаполисе - все равно не выгонят. О его похождениях в увольнительных слагались саги, кроме того он умудрился получить больше 100 demerits все 4 года подряд. Закончил училище 894м из 899 - ну и фигли, попадает в лётную школу во Флориде и Техасе, где занимается в основном своим "корветом" и подругой-стриптезёршей. Первая жена - модель. Папа чуть ли не первый человек в ВМФ. После возвращения из плена становится близким другом семьи Рейганов, получает под командование самое многочисленное авиакрыло в ВМФ. Захотел стать политиком - ВМФ перевело его в столицу, сделало офицером по связям с Сенатом, где он получает огромные связи и делает большую козу администрации Картера. Вторым браком женился на дочери мультимиллионера, тесть вводит его в местную бизнес/политическую элиту и финансирует его предвыборную компанию в Конгресс. Потом в Сенате умудрился отвертеться от грандиозного скандала.
В общем не все у него Ханой.
«Купались» в Тихом океане во время Второй Мировой войны, после того как «подвела военная фортуна», президенты Буш-старший (палубный летчик, был сбит японцами), Джон Кеннеди (офицер резерва США, командир торпедного катера в ночном бою протараненного японским эсминцем, - выжившие члены экипажа 15 часов плыли до ближайшего острова)
