En 1866, pendant la guerre contre l'Autriche, Gneisenau participe aux batailles de Liebenau, Münchengrätz et . Lors de la bataille de Sadowa, il est légèrement blessé par un éclat d'obus. En 1868, il est nommé major général. À ce titre, il prend part à la guerre franco-prussienne en 1870/71 en tant que commandant de la 31e brigade d'infanterie et reçoit les deux classes de la Croix de fer.