Gdy dowiedział się o oblężeniu fortu Stanwix (Fort Schuyler) pod koniec lipca 1777, nakazał milicji hrabstwa obsadzenie Fortu Dayton i przygotowanie do obrony. Następnie z innym oddziałem pomaszerował 28 mil w celu wsparcia Stanwix. 6 sierpnia trafił wraz ze swoim oddziałem w zasadzkę zastawioną przez oddziały brytyjskie, milicję lojalistów oraz wspierających ich Mohawków. Starcie to znane jest jako bitwa pod Oriskany. W potyczce tej koń Herkimera został zastrzelony, a on sam został poważnie ranny w nogę. Z powodu ran generał dowodził, siedząc oparty o drzewo. Udało mu się dwukrotnie powstrzymać swoich żołnierzy od bezładnej ucieczki z pola bitwy. Gdy zarządził odwrót, milicjanci zanieśli go do obozu.
Chirurg, William Petrie, opatrzył ranę Herkimera i umieścił go na noszach. W ranę wdała się jednak infekcja, a decyzja o amputacji nogi została podjęta zbyt późno (10 dni po bitwie). Operację przeprowadził niedoświadczony chirurg, Robert Johnson, gdyż Petrie został również ranny podczas bitwy i nie mógł operować.