I 1728 arvede han hertugtitlen fra sin far, og i 1732 overtog han slægtens stamsæde, Haus Beck, som hans far aldrig havde arvet. Titel og gods blev dermed knyttet sammen igen. I 1733 blev Frederik Vilhelm 2. forfremmet til generalløjtnant. Han deltog i kampagnerne ved Rhinen i 1734 og 1735 under den Polske Arvefølgekrig. De sidste ni år af sit liv tjente han Kong Frederik den Store af Preussen, der dog var utilfreds med Frederik Vilhelm efter Slaget ved Mollwitz under den Første Schlesiske Krig i 1741. Hans regiment havde været holdt i reserve og ankom for sent til slagmarken til at kunne bidrage til slaget. Uvidende om situationen havde Frederik Vilhelm ladet flere østrigske enheder passere. Alligevel var Frederik den Store glad for hertugen, som han omtalte som "der gute alte Holsteiner" ("den gode gamle holstener"). Senere samme år blev han forfremmet til feltmarskal og udstationeret i Königsberg. Han modtog også Den Sorte Ørns Orden.