Действительно, Гольцу, прибывшему в Петербург 21 февраля 1762 г., без особенных затруднений удалось добиться результатов, далеко превосходивших надежды короля. Помимо размена пленными, передачи Пруссии земель, завоеванных у нее во время кровопролитных сражений, Петр III в угоду прусскому королю отправил графу Захару Чернышеву, командовавшему тридцатитысячным корпусом, находившимся в распоряжении австрийского командования, приказ, чтобы корпус отделился от австрийских войск и не выполнял распоряжений союзного командования.
24 февраля Гольц представился императору, который выразил ему самые горячие уверения в дружбе и бесконечном уважении к прусскому королю.
2 марта Петр заявил Гольцу о своем желании иметь мирный договор с Пруссией. Надлежит сообщить важную деталь, подтверждающую услужливость Российского императора прусскому королю: проект договора должен был составляться не канцелярией Иностранной коллегии России, а в инстанциях прусской администрации.
Соблюдение Петром интересов Пруссии в первую очередь объяснялось, как уже неоднократно отмечалось выше, его преклонением перед Фридрихом II. Вместе с тем император стремился уступками прусскому королю заручиться его поддержкой при осуществлении завета отца — возвратить Голштинии Шлезвиг. Но Дания, с которой предстояло воевать за этот город, находилась в союзе с Пруссией. Следовательно, перед императором стояла задача — в худшем случае при открытии военных действий против Дании добиться нейтралитета Пруссии, а в лучшем — оказать русским войскам и флоту помощь предоставлением им права пользоваться прусским портами на Балтийском море.
Невозможно оставить без внимания роль Гольца в сочинении мирного трактата между Россией и Пруссией. Петр III просил Фридриха II его сочинить, а тот поручил заняться этим делом Гольцу. Когда трактат был готов, его король отправил императору с письмом следующего содержания: «Вам угодно получить от меня проект заключения мира; посылаю его, потому что вашему императорскому величеству это угодно, но вверяюсь другу, распоряжайтесь этим проектом как угодно, я все подпишу; ваши выгоды — мои, я не знаю других. Природа наделила меня чувствительным и благодарным сердцем, я искренне тронут всем, что для меня сделано вашим императорским величеством. Я никогда не в состоянии отблагодарить за все, чем вам обязан. Отныне все, чем могу я вас обязать, все, что вам нравится, все, что от меня зависит, — все будет сделано, чтоб убедить ваше императорское величество в моей готовности предупреждать все ваши желания».
Петр III, которому Гольц прочел содержание проекта договора, счел его вполне приемлемым для России, замечания у него отсутствовали. После одобрения проекта императором Гольц направил его Воронцову в сопровождении записки, из которой следует, что не Михаил Илларионович, мимо которого проходило составление проекта трактата и его превращение в полноценный договор, а Гольц являлся канцлером правительства России: «Имею честь препроводить к его сиятельству г. канцлеру Воронцову проект мирного трактата, который я имел счастье вчера поутру читать его императорскому величеству и который удостоился его одобрения во всех частях».
По этому договору, подписанному 24 апреля 1762 г., Пруссии возвращались все земли, занятые русскими войсками во время Семилетней войны. Трактат, кроме того, предусматривал заключение между двумя странами союзного договора. Цель его состояла в более тесном сближении для обеспечения безопасности и взаимных выгод.
Союзный договор, к составлению которого приступили после подписания мирного трактата, носил оборонительный характер. Он обязывал предоставить стране, подвергнувшейся нападению, помощь в 12 тыс. пехоты и 4 тыс. конницы. Мир или перемирие с неприятелем могли быть заключены только по обоюдному согласию союзников.
Секретный артикул обязывал Пруссию в знак благодарности России за оказанные ею «весьма великие снисхождения и уступки», запечатленные в мирном договоре, помогать императору всеми способами получить от датского короля герцогство Шлезвигское. Поначалу эта помощь должна была осуществляться дипломатическими средствами, но если переговоры не завершатся положительными результатами, и император вынужден будет использовать для удовлетворения справедливых и законных притязаний на прародительские владения силою оружия, то король должен был оказать помощь войскам в размерах, предусмотренных первым артикулом. Секретный артикул освобождал Пруссию от обязанности оказывать помощь России, если она подвергается нападению Турции или Ирана. В этом случае король выплачивает России ежегодную компенсацию в размере 800 тыс. рублей. Точно такие же условия распространялись и на Пруссию, если на нее нападет Англия или Франция.