Keith verließ Russland umgehend und ersuchte Friedrich den Großen, in preußische Dienste treten zu dürfen. Friedrich hieß den hochgebildeten und erfahrenen General freudig willkommen und ernannte ihn am 18. September 1747 zum Generalfeldmarschall der preußischen Armee. 1749 wurde er Gouverneur von Berlin. Im Oktober desselben Jahres verlieh ihm der König den Schwarzen Adlerorden. Keith zählte zu den vom König meistgeschätzten Generälen und wurde deshalb bei Ausbruch des Siebenjährigen Krieges sofort mit wichtigen Aufgaben betraut. So leitete er die Einschließung und Belagerung der sächsischen Armee bei Pirna und zeichnete sich u. a. in der Schlacht bei Lobositz am 1. Oktober 1756 aus. 1757 kommandierte er im Verlauf der Schlacht bei Prag einen Teil der preußischen Armee, schloss erfolgreich den Gegner ein, und verteidigte später Leipzig gegen eine erdrückende Übermacht.