Während des Siebenjährigen Krieges wurde er am 12. Januar 1758 Stabshauptmann und bereits am 21. Juli 1758 Hauptmann sowie am 18. Juni 1762 Major. Knobelsdorff kam 1756 mit dem Heer nach Sachsen und wurde Generaladjutant des Generalmajors von Lüderitz in der Schlacht bei Lobositz, dort fiel der General. Danach wurde er Adjutant des Generals Christian Siegfried von Krosigk in den Schlachten von Prag und Kolin. In der Schlacht fiel der General, das Pferd von Knobelsdorff wurde getötet, er selber kam in Gefangenschaft, wo er bis Ende Dezember blieb. Danach kam er in sein Regiment zurück. Da er seiner Zeit an der Belagerung von Schweidnitz beteiligt war, kam auch er zur Belagerung, wo er bis zur Übergabe der Festung blieb. Des Weiteren kämpfte er in den Schlachten bei Zorndorf, Kay und Kunersdorf sowie am Gefecht bei Meißen. In der Schlacht bei Torgau zeichnete sich das Regiment so sehr aus, dass alle Stabsoffiziere den Orden Pour le Mérite und 500 Taler als Geschenk erhielten. Zudem kämpfte er in der Liegnitz. Im Jahr 1761 war er bei der Armee des Prinzen Heinrich. Dieser gab ihm 100 Pferde und zwei Freikompanien, um bei Strehlen die Österreicher zu beobachten. Am 12. Mai 1762 ging er mit der Armee bei Döbeln über die Freiberger Mulde, die dort verschanzten Österreicher konnten bis Dippoldiswalde hinter Freiberg vertrieben werden, viele gerieten in Gefangenschaft. Bei Freiberg erhielt er einen Streifschuss am Kopf.