Ved krigens udbrud 1864 var Haxthausen chef for hærens reserveartilleri og blev, efter at hæren var ankommen til Dybbølstillingen, kommanderende artilleriofficer i denne, indtil sygdom 17. marts nødsagede ham til at træde tilbage. Som påskønnelse af sin virksomhed benådedes han med Kommandørkorset af 1. grad af Dannebrogordenen og erholdt tillige obersts karakter. Ved reduktionen i december samme år afskedigedes Haxthausen i nåde af krigstjenesten og erholdt i 1886 et nyt afskedspatent som generalmajor. Haxthausen, der forblev ugift, var en nobel personlighed, som lige indtil sin død, 9. maj 1889, følte sig stærkt knyttet til sit gamle våben.