Han var søn af general Christian Magnus Frederik Moltke og Frederikke Elisabeth Reventlow og købte 1798 Rønnebæksholm af Ditlev Wedelsparre og var desuden medejer af Ågård 1803-04 og det 2. Nøerske Fideikommis (1801). Joachim Moltke gik den militære vej, blev som 14-årig indskrevet i det Holstenske Rytterregiment og var fire år i tjeneste i udlandet. I 1793 rejste Moltke sammen med sin fire år ældre bror Adam Gottlob Detlef til Rhinlandene. Moltke havde meldt sig som frivillig i Revolutionskrigene på tysk side, hvor han gjorde tjeneste ved det Hessen-Darmstadtske lette rytterregiment. Han deltog bl.a. i erobringen af Mainz med sit regiment medens hans bror, som opholdt sig i lejren hos ham, var tilskuer. 1807 blev Moltke premiermajor ved Prins Frederik Ferdinands Regiment lette Dragoner og var chef for 2. bataljon i Søndre Sjællandske Landeværnsregiment. 17. august 1807 tog han med sin bataljon til Gammel Køgegård og deltog i slaget ved Køge, hvor han blev taget til fange. Han blev 1810 sat à la suite i Armeen som karakteriseret oberstløjtnant, blev samme år (8. august) kammerherre. 8. december 1812 fik han afsked fra hæren, men var fra 1813 oberstløjtnant à la suite ved Kronens Regiment og fik 28. oktober 1817 atter afsked, nu med obersts karakter.