W okresie Wiosny Ludów kierował obroną rewolucyjnego Wiednia w dniach 26-31 października 1848. Po kapitulacji miasta udał się na Węgry, gdzie niejaki Kołodziejski dokonał kolejnego nieudanego zamachu na Bema. W powstaniu węgierskim dowodził w Siedmiogrodzie i Banacie wojskami węgierskimi. Zimową kampanią (grudzień 1848 – marzec 1849) zdobył sobie sławę wielkiego wodza (w jego oddziałach walczył m.in. czołowy poeta węgierskiego romantyzmu Sándor Petőfi). W dniach 19 grudnia 1848-13 stycznia 1849 dowodząc 8-tysięcznym korpusem odrzucił 10-tysięczny korpus gen. Antona Puchnera i wyzwolił północny Siedmiogród. W lutym wkroczył na Bukowinę, w marcu cały Siedmiogród był w węgierskich rękach. W sierpniu jego korpus został jednak zepchnięty do Banatu przez połączone wojska austriacko-rosyjskie. Od sierpnia 1849 był naczelnym wodzem armii węgierskiej. Po klęsce pod Temesvarem (Timisoarą) i upadku rewolucji na Węgrzech, przekroczył w 1849 granicę turecką.
Wraz z generałami węgierskimi Jerzym Kmety i Miksą Steinem, Bem dokonał formalnej konwersji na islam by móc wstąpić do armii sułtana. Wraz z przyjęciem islamu (z nim uczyniło to ponad 6000 Polaków) zmienił nazwisko na Murad Pasza (Murat Pasa, Yusuf Paşa). Po ugodzie Rosji z Turcją Bem został internowany w Kütahyi, a potem w Aleppo. Ostatnią bitwą, jaką stoczył, była uwieńczona sukcesem obrona Aleppo przed najazdem arabskich nomadów. W listopadzie 1850 Bem zachorował na malarię azjatycką. Zmarł w nocy 10 grudnia. Podobno ostatnie słowa, jakie wypowiedział brzmiały: Polsko, Polsko! Ja Cię już nie zbawię. Prochy Józefa Bema sprowadzono do rodzinnego Tarnowa 30 czerwca 1929, gdzie zostały umieszczone w mauzoleum na wyspie w Parku Strzeleckim.