Auch in der Schlacht bei Hochkirch zeichnete sich Möllendorff aus und erhielt 1760 als Oberstleutnant das Kommando über das Regiment Garde. In der Schlacht bei Torgau am 3. November 1760 erstürmte er die Siptitzer Höhen, wurde dabei zwar gefangen genommen, Anfang 1761 aber wieder ausgetauscht und zum Oberst befördert. Der König beförderte ihn am 15. Mai 1761 zum Generalmajor. Am 21. Juli 1762 erstürmte Möllendorff den verschanzten Posten von Burkersdorf.