Via zijn peettante kon Jan van Amstel toetreden tot de Amsterdamse admiraliteit, onderdeel van de oorlogsvloot van de Republiek der Zeven Verenigde Nederlanden. Naast lessen in zeevaarttechniek en navigatiekunst deed hij zijn praktijkervaring op aan boord bij grote namen als Jan van Galen, Witte de With en Michiel de Ruyter. Bij het overlijden van Van Galen in 1653 mocht hij het rapier van de admiraal dragen. Hij was toen inmiddels bevorderd tot luitenant ter zee.

Van Amstel wist onder andere tijdens de Eerste Engelse oorlog (1652-1654) de aandacht op zich te vestigen en tijdens de oorlog met Portugal mocht hij in 1658 als luitenant-kapitein het bevel voeren over de Verhildersum van Abraham van der Hulst, die thuis bleef in verband met zijn huwelijk. Blijkbaar verrichte Jan daar goed werk, want bij thuiskomst werd hij bevorderd tot kapitein.