Under hans regeringstid stred den preussiska armén med framgång i både det Dansk-tyska kriget 1864 samt i Tyska enhetskriget 1866 mot Österrike-Ungern. Efter segern i det avgörande slaget vid Königgrätz förordade Vilhelm I att armén skulle marschera vidare mot Wien och annektera Österrike, men avråddes att göra så av både Bismarck and kronprins Fredrik. Bismarck ville få ett snabbt avslut, så att Preussen skulle kunna få Österrike som allierad om det behövdes vid ett senare datum. Kronprinsen som förde befäl över en armékår var även förfärad av antalet stupade. Under en hetsig diskussion hotade Bismarck med att avgå om kungen insisterade på att fortsätta mot Wien. Bismarck fick till slut som han önskade. Kungen fick istället nöja sig med att bli härskare över två tredjedelar av Nordtyskland. Preussen annekterade flera av Österrikes allierade norr om floden Main liksom Schleswig-Holstein. Sachsen-Lauenburg kom även att ingå i en personalunion med Preussen.