Той же осенью после размена пленными Чернышёв вернулся в ряды русской армии и командовал 20-тысячным корпусом, одно из подразделений которого в 1760 году овладело Берлином. После смерти императрицы и восшествия на престол Петра III возглавил корпус, приданный на усиление армии Фридриха Великого, который в Берлине возложил на своего недавнего неприятеля орден Чёрного орла. За день до сражения при Буркерсдорфе получил известие о смерти Петра III и восшествии на престол Екатерины II, которая отдала приказ покинуть армию Фридриха и возвращаться в Россию. Фридрих упросил Чернышева остаться на своих позициях, не вступая в битву, но отвлекая внимание части австрийских войск, что в итоге и привело к поражению последних. По возвращении в Россию, в июле 1762 года, ему был присвоен чин генерал-аншефа.