Sziléziai eredetű lengyel nemesi család leszármazottja volt, apja Andreas Bem ügyvéd. Tanulmányait Krakkóban, majd a varsói katonai akadémián végezte. Napóleon francia császár 1812-es oroszországi hadjáratában tüzérhadnagyként vett részt. Gdańsk védelméért Francia Becsületrenddel tüntették ki. 1815-ben belépett az orosz fennhatóság alatt álló Kongresszusi Lengyelország (Lengyel Királyság) hadseregébe. Tüzérszázadosként igyekezett elsajátítani kora műszaki ismereteit, 1819-ben a varsói tüzériskola tanára lett. A kor rakétafegyverének számító röppentyűk tökéletesítésével is foglalkozott. I. Sándor cár halála után az orosz–lengyel szolgálatot elhagyta, ezt követően részt vett a novemberi felkelésben. 1831 elején – őrnagyként – egy lovasüteg parancsnoka lett, majd hamarosan tábornokká léptették elő. A lengyel szabadságharc bukása után megszervezte, hogy a nagy emigráció (Wielka Emigracja) keretében a felkelésben részt vett 5000 fő Franciaországba meneküljön, és maga is Párizsba emigrált. Itt megírta emlékiratait A lengyelországi nemzeti felkelésről címmel. Az 1848. októberi felkelés idején Bécs védelmének irányítója volt. November 3-án jelentkezett Kossuthnál. November 10-én egy lengyel emigráns merényletet követett el ellene, ekkor megsérült az arcán. November 22-től honvéd vezérőrnaggyá, decembertől a felső-erdélyi csapatok főparancsnokává léptették elő. 1849. április 3-tól altábornaggyá nevezték ki. Petőfi 1849 januárjában Kossuthtól kérette át magát Bem erdélyi seregéhez. Január 25-én találkoztak. Az apa-fiú kapcsolat kialakulásához Teleki Sándor is hozzájárult, aki előzetesen a legnagyobb élő magyar költőként mutatta be barátját. A kivételes szigoráról ismert Bem Petőfivel szemben elnézően viselkedett, óvta a harcoktól, maga mellé vette, őrnagynak nevezte ki és kitüntette. Petőfi utolsó útja is hozzá vezetett. Bem a szabadságharc bukása után, 1849. augusztus 23-án Törökországba emigrált. Szeptember 17-én áttért a muszlim vallásra, hogy elkerülje kiadatását Oroszországnak, amire egy szerződés kötelezte az oszmán Birodalmat: kivéve, ha a keresett személy felvette az iszlámot. Áttérésével megnyílt a lehetőség katonai pályájának folytatására az oszmán hadseregben. Bár volt esély egy orosz–török háborúra, ez végül nem realizálódott. A tábornoki rangban szolgáló Bemet Aleppóba helyezték át, ahol először egy helyi arabokból felállítandó ezred tervével foglalkozott, utána salétrom és lőpor gyártásával kísérletezett. 1850 októberében egy népes arab rablócsapat támadta meg a várost, és az oszmán hatóságok őt bízták meg a védelem irányításával. A Bem által irányított tüzérség súlyos vereséget mért az ostromlókra.