Eltz trat nun in die Dienste von Friedrich Ulrich von Braunschweig-Wolfenbüttel ein, einem von seinen Räten ausgenutzten, unfähigen Herrscher. 1624 wurde Eltz Vizekanzler und 1626 Kanzler im Fürstentum Wolfenbüttel. Friedrich Ulrich versuchte im Dreißigjährigen Krieg zunächst neutral zu bleiben. Als jedoch sein Onkel, der dänische König Christian IV., zur Unterstützung der Protestantischen Union in Norddeutschland einmarschierte und ihn auf seine Seite zwingen wollte, gelang ihm das, indem er Eltz und den herzoglichen Rat Bartold von Rautenberg (Schwiegervater von Eltz' Bruder Philipp Samson) bestechen ließ, wodurch Anfang 1626 die Dänen die Festung Wolfenbüttel in Besitz nehmen konnten. Das Kriegsgeschehen wurde jetzt in das Land Braunschweig getragen. Nachdem König Christian IV. im August 1627 die Schlacht bei Lutter am Barenberge verloren hatte, wurde die Festung von dem kaiserlichen General Gottfried Heinrich Graf zu Pappenheim angegriffen und im Dezember 1627 erobert. Damit endete die Kanzlerschaft von Eltz.