عاد سمو الأمير حمزة إلى الاردن في تشرين الأول/ أكتوبر 2000م، كملازم ثانٍ في القوات المسلحة الأردنية، وفي كانون الأول/ديسمبر من العام نفسه رفع إلى رتبة ملازم أول وخدم قائداً للفصيل/3 من السرية/3 في اللواء المدرع/40 في الجيش العربي الأردني، ومن ثم قائدا السرية 3 من كتيبة المدرعات/2 الملكية، وفي حزيران/يونيو 2001م رفع إلى رتبة نقيب.رفع سمو الأمير حمزة إلى رتبة رائد في تشرين ثاني/ نوفمبر 2004م.

يثمن سمو الأمير حمزة على الدوام الخدمة في الجيش كفرصة فريدة: " تتعرف إلى الناس الذين ينتمون إلى مناطق الأردن المختلفة، وإلى خلفيات اجتماعية مختلفة، ويحملون تصورات مختلفة للحياة، وتتوصل إلى الإحساس بالمشكلات التي يواجهونها".

طوال فترة كبيرة من عام 2001م، خدم سمو الأمير حمزة في مناطق صحرواية نائية وشارك رجاله في تمرينات ميدانية كما خدم في صيف 2001م مع وحدة الأردن/ الإمارات العربية المتحدة الملحقة بقوة حفظ السلام التابعة للأمم المتحدة في كوسوفو. وأحدث منصب عسكري تولاه هو قيادة سرية مع الكتيبة الثالثة التابعة للواء المدرع الملكي الثاني وكان مسؤولاً عن ثلاثة فصائل.