Vilhelm liittyi vuonna 1806 puhjenneessa sodassa uudelleen Preussin puolelle, mutta tappiollisen Jenan taistelun jälkeen Ranskan armeija valloitti Hessen-Kasselin, joka yhdistettiin seuraavana vuonna Westfalenin kuningaskuntaan. Vilhelm pakeni Holsteiniin ja luovutti varansa Rothschildin hoidettaviksi. Vilhelm palasi valtaan, kun Ranskan armeija joutui perääntymään vuonna 1813. Hän osallistui vuosien 1813–1814 ja 1815 taisteluihin Napoleonia vastaan. Hänen asemansa vahvistettiin vuoden 1815 Wienin kongressissa ja hänen valtakuntaansa liitettiin vielä pääosa Fuldan suurherttuakunnasta. Vilhelm palautti voimaan kaikki ranskalaisvallan aikana lakkautetut laitokset ja rangaistusmuodot, erotti vierasmaalaiset virkamiehet ja pakkolunasti tuona aikana yksityisille myydyt kruununtilat takaisin ilman korvausta. Lupaamaansa perustuslakia hän ei antanut, mutta vuonna 1817 annettiin niin sanottu koti- ja valtiolaki ("haus- und staatsgesetz"). Sen mukaan vaaliruhtinaan olisi tullut kuulla maapäivien mielipidettä, mutta säätyjä ei kutsuttu koolle Vilhelmin elinaikana.