Da oprøret i hertugdømmerne brød ud i 1848, tilbød han først oprørsregeringen sin tjeneste, men her blev han afvist. Da han erfarede, at hans gamle krigskammerater Rye og Schleppegrell tjente i den danske hær, kørte en bonde fra Bergenhusen ham gennem de slesvig-holstenske linjer. Og herfra kom han hurtigt videre til København, hvor han blev ansat som kaptajn i Schleppegrells stab. Han udmærkede sig i flere slag, og efter slaget ved Isted i juli 1850 indtog han som chef for en avantgarde overrumplende byen Frederiksstad, idet han drog god nytte af sit lokalkendskab som tidligere bosiddende i det nærliggende Stapelholm. Blandt hans nærmeste underordnede var en anden lokalkendt, J.A.F. Hoffmann. Byen, der var vigtig, fordi den var støttepunkt for Danevirke-stillingens højre fløj, var under belejring af en stærk tysk overmagt. Helgesen forstærkede byens befæstning, og trods heftige stormløb lykkedes det ikke fjenden at indtage Frederiksstad på grund af et dygtigt ført forsvar.
Efter krigens ophør blev Hans Helgesen kommandant i Slesvig og fra 1852 i Rendsborg.
