Enviado ao Paraguai, no primeiro semestre de 1865, como comandante do 1° batalhão de Voluntários da Pátria, foi informado, perto de São Borja, da invasão do Rio Grande do Sul.[3] Deslocou, então, a sua tropa para a defesa do território brasileiro.[3] Conforme descreve o vigário de São Borja, acerca do combate de 10 de junho de 1865, foi decisiva a ação do 1° Batalhão de Voluntários da Pátria, sob o comando de João Manuel Mena Barreto, "quando fazia o seu batismo de sangue e merecia a gratidão eterna das famílias de São Borja, das quais foi o salvador. Viu-se dentro da vila um espetáculo que é impossível descrever. A população estremecia de susto, e as ruas estavam cheias de povo. Este espetáculo comoveu o coronel Mena Barreto e o determinou a atacar os paraguaios. Durante horas que fez frente ao inimigo, várias vezes, com diversas cargas, a vila de São Borja ficou despovoada". A decisão dos paraguaios de só tomarem São Borja após transporem o rio – com um contingente total de cinco mil homens, de que dispunha o seu exército – foi ocasionada pela impressão de serem estes heróis uma vanguarda do exército brasileiro. Disso se valeu o coronel João Manuel para efetuar, à noite, a retirada estratégica de todas as famílias sãoborjenses.
Participou mais tarde do cerco a Uruguaiana, assumindo logo depois o comando de uma brigada estacionada em São Gabriel.[3]
Foi depois chamado à Corte, onde comandou o 1° Regimento de Guarda. Não permaneceu muito tempo, desejando voltar ao combate, foi nomeado, em 1867, brigadeiro.[3] Em novembro e dezembro do mesmo ano se destacava em combate e, no ano seguinte, lutou em Avaí e Lomas Valentinas.