Nach Abschluss seiner Ausbildung an der Escuela Politécnica war Pérez bei den Fallschirmjägern zunächst in den Departamentos Petén und San Marcos und an der „Boca Costa“, einem Gebiet an der nördlichen Pazifikküste Guatemalas, im Einsatz. Diese Zeit war geprägt durch den Bürgerkrieg.

Anfang der 1980er war er als Major für Militäroperationen in der mehrheitlich von zu den Maya gehörenden Quiché bewohnten Provinz gleichen Namens zuständig. Seine Einheit soll für mehrere Massaker verantwortlich sein, was Pérez aber bestreitet.

Im Jahr 1982 beteiligte er sich an dem Putsch des damaligen Verteidigungsministers Óscar Humberto Mejía Víctores gegen den Staatschef General Efraín Ríos Montt. Später stand Pérez Molina an der Spitze des militärischen Geheimdienstes.