Từ năm 1756 cho đến năm 1762, Nga liên kết với Áo, Pháp và Thụy Điển đánh nhau với Phổ trong cuộc Chiến tranh Bảy năm. Các lực lượng Nga tấn công Đông Phổ và đánh bại một đạo quân Phổ trong trận Gross-Jägersdorf vào tháng 8 năm 1757. Đầu năm 1758, Nga chiếm được toàn bộ Đông Phổ, mặc dù một cuộc tấn công của Nga vào Brandenburg bị vua Phổ Friedrich II đẩy lui trong trận Zorndorf đẫm máu. Quân Nga cũng đánh thắng quân Phổ tại Palzig và Kunersdorf vào năm 1759. Tuy nhiên, những thắng lợi quân sự của Nga không đủ để buộc Phổ phải cầu hòa, một phần là do cứ sau mỗi chiến dịch quân đội Nga buộc phải rút về nghỉ đông ở Đông Phổ chứ không thể tiến sâu vào bản thổ Phổ. Cái chết của Nữ hoàng Elizaveta vào năm 1762 đã chấm dứt sự tham chiến trực tiếp của Nga, khi mà người kế vị bà là Pyotr III, một người ngưỡng mộ Friedrich Đại đế, giao trả mọi lãnh thổ bị Nga chiếm cho Phổ. Sau khi tiến hành cuộc đảo chính cung đình tháng 7 năm 1762, Ekaterina II lên ngôi Nữ hoàng Nga. Mỏi mệt với chiến tranh, Ekaterina kết thúc hoàn toàn sự tham gia của Nga trong cuộc chiến. Mặc dù Chiến tranh Bảy năm không mở rộng lãnh thổ cho Nga, Nga đã gạt được ảnh hưởng của Pháp khỏi Ba Lan và Thụy Điển, đồng thời khẳng định vị thế của Nga là một cường quốc hàng đầu của châu Âu.