Am 20. Juni 1864 trat Hertzberg als Major erneut in preußische Dienste und wurde in den Großen Generalstab übernommen. Schon am 14. Juli 1864 erhielt er Urlaub, um nach Frankreich und England zu gehen. Dort besuchte er die Lager in Chalons und Aldershot. Nach seiner Rückkehr wurde er am 10. Dezember 1864 in den Generalstab der 5. Division versetzt. Er wurde am 11. April 1865 mit dem Düppeler Sturmkreuz ausgezeichnet und am 8. Juni 1866 zum Oberstleutnant befördert. Während des Deutschen Krieges kämpfte er bei Gitschin und Königgrätz. Dafür bekam er am 20. September 1866 den Kronen-Orden III. Klasse mit Schwertern und am 25. September 1866 das Mecklenburgische Militärverdienstkreuz I. Klasse. Hertzberg war vom 16. August 1866 bis zum 19. Juli 1867 Kommandeur des III. Bataillons im Magdeburgischen Füsilier-Regiment Nr. 36. Anschließend wurde er Chef des Generalstabes des VII. Armee-Korps und stieg Ende März 1868 zum Oberst auf.