Ranskan–Hollannin sodassa (1672–1679) Brandenburg soti ensin Ranskaa vastaan, mutta siirtyi tukemaan Ludvig XIV:tä turvatakseen maaomistuksensa Klevessä. Fredrik Vilhelm saavutti sodassa sotilaallista mainetta, kun brandenburgilaiset löivät ruotsalaiset joukot Fehrbellinin taistelussa (1675). Jo aikalaiset ylistivät taistelua legendaariseksi − Fredrik Vilhelm itse piti sen lopputulosta Jumalan tahtona. Fehrbellinin jälkeen Fredrik Vilhelmiä alettiin kutsua ”Suureksi vaaliruhtinaaksi”.