In 1900 werd hij bevorderd tot majoor bij de Genie. Drie jaar later bereikte hij de rang van commandant der Genie. In 1905 werd hij toegevoegd aan de marine om dat legeronderdeel te helpen bij de bouw van fortificaties in de haven van Talcahuano. In 1910 ging hij wederom naar Europa en studeerde aan de Ècole de Guerre in Parijs (tot 1912). In Frankrijk raakte hij gefascineerd door de opkomende luchtmacht aldaar. Hij stelde een rapport op over zijn bevindingen met betrekking tot de Franse luchtmacht. Bij zijn terugkeer in Chili was hij betrokken bij de oprichting van de school voor de militaire luchtvaart (1913). Hiermee werd de basis gelegd voor de Chileense luchtmacht die in 1919 ontstond.
Dartnell werd in 1914 bevorderd tot kolonel en werd benoemd tot het hoofd van de militaire telecommunicatie en aeronautisch inspecteur. In 1919 werd hij (de eerste) directeur van de Chileense luchtmacht en bereikte hij de rang van brigadegeneraal. Op 28 november1924 werd hij benoemd tot inspecteur-generaal van het Chileense leger. Hij bleef dit tot 23 januari1925. Op die datum was hij betrokken bij een staatsgreep die een einde maakte aan het militaire bewind van generaal Luis Altamirano Talavera. Dartnell werd president van de militaire junta die tot voornaamste taak had het burgerbestuur in Chili te herstellen. Op 27 januari trad hij af ten gunste van Emilio Bello Codesido, een burgerlijke politicus die waarnemend president van Chili werd. De junta werd op 20 maart1925, na de terugkeer van de in 1924 afgezette president Arturo Alessandri Palma.