Kurz vor dem Krieg gegen Österreich 1866 wurde Stülpnagel Oberquartiermeister im Stab der I. Armee (II., III. und IV. Korps). Im Verlauf dieses Krieges nahm Stülpnagel an den Schlachten bei Gitschin und Königgrätz teil und erhielt für seine Leistungen am 20. September 1866 den Orden Pour le Mérite.