Следующие пять лет были унылым временем для прусского короля и всех прусских патриотов, в особенности после того, как в 1810 г. умерла королева Луиза, всегда бывшая душой патриотической партии. Наполеон деспотически правил в Германией и обращался с Фридрихом Вильгельмом так, словно тот был его вассалом. Для всех сделалось очевидным, что без кардинальных преобразований государственной системы и армии страна не сможет выйти из своего униженного положения. Король поставил во главе управления Штейна и поручил ему проведение реформ. В 1807 г. был принят закон об отмене крепостного права – крестьяне освободились от феодальных повинностей, но потеряли до половины своих земель. В ноябре 1808 г. прошла реформа центрального управления, создавшая вместо запутанной системы директорий и коллегий стройную иерархию министерств. Было реформировано городское управление и уничтожены привилегии отдельных провинций. Для изыскания средств пришлось распродать земли королевского домена. Духовные имения причислили к государственным. В 1809 г. был основан Берлинский университет. В то же время Шарнгерт провел реформу армии, не менявшуюся со времен Фридриха Великого. Вербовка иноземцев была запрещена, армия стала чисто прусской, и это сразу повысило её боевой дух. Жестокие телесные наказания были смягчены, доступ к офицерским званиям открыт для всех граждан. Кроме того, много было сделано для улучшения управления частями, усовершенствования оружия и облегчения амуниции.
Известие о гибели наполеоновской армии в России вызвало патриотический подъем в Германии. С начала 1813 г. вся Пруссия уже была под ружьем. В феврале появился указ о всеобщей воинской повинности. Однако народу и министрам пришлось едва ли не силой увлекать за собой нерешительного короля. В начале января Фридрих Вильгельм уехал из Берлина в Бреславль и здесь оказался в окружении самых пылких членов национальной партии. К этому времени восстание против французов распространилось повсеместно. 15 марта император Александр с триумфом вступил в Бреславль и встретился здесь с королём. 17 марта Фридрих Вильгельм издал «воззвание к народу», которое можно было считать объявлением войны Наполеону. 19 марта был заключен союзнический договор с Россией.
Успех кампании 1813 г. долго оставался сомнителен, и у Фридриха Вильгельма имелось множество случаев горько пожалеть о том, что он ввязался в эту войну. Однако остановить её он уже был не в силах. В мае произошли большие сражения при Люцене и Бауцене, в которых Наполеон добился успеха. Союзная армия начала отступление, но летом наступил перелом. В июне Англия предоставила союзникам крупные денежные субсидии на продолжение войны. В августе на стороне коалиции в войну вступила Австрия. С этого момента судьба Наполеона была предрешена. Он ещё добился победы в сражении под Дрезденом, но в решающей битве за Лейпциг в октябре потерпел тяжелое поражение. В декабре союзники перешли Рейн, в марте 1814 г. они вступили в Париж, а в апреле Наполеон отрекся от престола.
В том же году союзные государи съехались в Вене для устройства послевоенной Европы. Ещё до начала конгресса Фридрих Вильгельм и император Александр договорились между собой о новых границах. Король согласился уступить России польские земли, которыми владел до 1806 г., а взамен собирался получить Саксонию. Этот план встретил сильное сопротивление со стороны Англии, Австрии и Франции. Споры одно время носили очень острый характер и едва не привели к войне. Только возвращение Наполеона во время «Ста дней» заставило союзников опомниться и прийти к необходимому компромиссу. 3 мая 1815 г. было заключено окончательное соглашение. Большая часть Саксонии с городами Дрезден и Лейпциг вернулась под власть саксонского короля Фридриха Августа. К Пруссии отошли пограничные с ней саксонские земли, часть великого герцогства Варшавского, а также некоторые области в Вестфалии и на Рейне. Число прусских подданных достигло 14 млн человек. В большинстве своём это были немцы. Таким образом, Пруссия сделалась самым крупным немецким государством.
После заключения мира в 1815 г. финансовое состояние Пруссии было очень тяжёлым. Государственный долг достиг огромной суммы. Бюджет неизменно сводился с дефицитом. Но вскоре благодаря строгой экономии и сокращению цивильного листа до 9 млн, государственный кредит стал улучшаться. Тогда Гофманом была создана реформированная налоговая и финансовая система, существовавшая затем вплоть до 1918 г. К 1825 г. положение финансов исправилось. После этого экономическое положение страны стало неизменно улучшаться. С 1817 г. началась реформа народного просвещения, в ходе которой открылось много новых учебных заведений и университетов. В те же годы была введена всеобщая воинская повинность. Венцом всей этой обновительной системы явилось создание в 1828 г. таможенного союза. Все внутренние таможни между членами союза были уничтожены, а внешние сделались очень умеренными.