Nach dem verlorenen Krieg und der Annexion des Königreichs Hannover wurde Bülow am 9. März 1867 als Premierleutnant im Leib-Grenadier-Regiment (1. Brandenburgisches) Nr. 8 der Preußischen Armee angestellt. Mit diesem Verband nahm er 1870/71 am Krieg gegen Frankreich teil und kämpfte bei Spichern, Mars-la-Tour sowie Gravelotte. Während der Belagerung von Metz wurde Bülow am 22. Oktober 1870 zum Hauptmann befördert und zum Chef der 3. Kompanie ernannt. Diese führte er in den Schlachten bei Beaune-la-Rolande, Orléans und Le Mans. Für seine Leistungen erhielt Bülow beide Klassen des Eisernen Kreuzes.