同年，因奇兵隊與撰鋒隊在教法寺事件中互相殘殺，高杉晉作引咎辭職。此後，河上彌市、滝彌太郎、赤根武人歷任總督，山縣狂介任軍監。不久，京都爆發八月十八日政變，長州勢力遭到驅逐。翌年（1864年），池田屋事件發生之後，長州藩試圖武力奪回京都，並與會津藩、薩摩藩武裝發生衝突，在後來的禁門之變中，長州藩敗北，成為朝敵，隨後幕府發動第一次討伐長州，奇兵隊參戰。
第一次幕長戰爭失敗後，高杉晉作流亡，但不久歸藩，並開始掌握藩政的主導權，一掃藩內的保守勢力，明確了長州藩的倒幕方針。元治2年（1865年），第二次幕長戰爭爆發，奇兵隊再次參戰，表現不俗。
慶應2年（1866），薩長同盟締結，兩藩合作倒幕。歷經大政奉還、王政復古等一系列政治變動，奇兵隊正式成為官軍一部，參加戊辰戰爭。其規模上亦有擴大，曾在山口縣周防地區組建過第二奇兵隊（南奇兵隊）。
奇兵隊的組建雖然大體上摒除了門閥觀念，但仍通過袖印等方式對隊員的“階級成分”加以區別。隊員定期從藩廳領取糧餉，日常起居訓練也有專門的隊舍，因此，奇兵隊並不是傳統意義上的民兵組織，儼然長州藩的正規部隊。其以總督為頂點，下設槍隊、炮隊，高度組織化。締造者高杉認為，長期的和平導致了武士的墮落，相比之下，這些出身卑微但迫切渴望出人頭地的平民更加具有戰鬥力。奇兵隊的戰術訓練、武器裝備全部西化，戰果卓著。
此外，不排斥賤民階層也是其特點之一。奇兵隊成立之初，長州藩曾專門設立過面向賤民階層的屠勇隊，與奇兵隊區別對待。但屠勇隊最終與奇兵隊合併，而且以此為契機，長州藩領導人開始果斷的廢除等級制度，遠見卓識。廢除的結果，使賤民階層的生活水平得到了極大改善。明治維新以後，《（身份）解放令》剛一面世，便激起了全國範圍的巨大反感，各地相繼發生襲擊賤民的騷亂事件。但舊長州藩內相安無事。
倒幕成功，新政府成立以後，隨著鎮台的設立，奇兵隊被廢止。明治2年（1869年）部分隊員爆發離隊騷亂，並包圍了山口縣廳。騷亂的主事者大樂源太郎後來逃亡九州久留米，密謀再次起事，但遭到木戶孝允武力鎮壓，大樂以下130餘人全部被處以極刑。也有說法稱，部分奇兵隊參加了農民起義，甚至涉足明治初期的士族叛亂。
