Pendant les campagnes de 1813 et 1814, il fut officier d'ordonnance de l'armée de Silésie, fut promu capitaine en 1815 et affecté à l'État-major du général Blücher à la fin de la Campagne de France. En 1825 il accompagnait le fils du maréchal Yorck dans ses voyages à travers la Suisse, la France, l’Angleterre et l’Italie. Le il épousa à Berlin Emilie von Brause (1804-1849). Affecté au Grand État-Major général en 1829, il assura les cours de stratégie et d’histoire militaire à l'Académie de guerre de Prusse ("Preußische Kriegsakademie"), à Berlin. Willisen reprit le texte de ses conférences lorsqu'il composa sa "Théorie des grandes opérations militaires", dirigée contre les conceptions de Carl von Clausewitz, et qui lui valut dans l'armée prussienne la réputation d'un stratège militaire éminent. Vers 1830 parurent plusieurs articles de Willisen, où non seulement il critiquait après-coup la stratégie russe lors de la campagne d'Allemagne, mais où il exprimait aussi une certaine sympathie pour les indépendantistes polonais de la Révolution de juillet qui venait d'agiter le Grand-duché de Posen, et plus généralement pour les démocrates de Prusse. À l'instigation des conservateurs, on écarta Willisen de Berlin et on l'affecta au corps d'armée du Prince de Prusse stationné à Breslau. Comme Willisen s'entêtait à faire de la politique, il fut muté au printemps 1832 comme Chef d’État-major du corps d'armée du général Grolman, stationné à Posen. Il y approfondit sa connaissance du Grand-duché de Posen. En reconnaissance de ses états de service, on le nomma en 1842 commandant de la brigade de la milice prussienne.