Pohjan sodassa (1655–1661) Fredrik Vilhelm hankki Preussin herttuakunnalle itsenäisyyden. Brandenburg taisteli aluksi Ruotsin puolella Puolaa vastaan ja voitti ruotsalaisten kanssa Varsovan taistelun (1656), mutta vaihtoi sitten leiriä. Olivan rauha (1660), joka päätti sodan Brandenburgin osalta, irrotti lopullisesti Preussin Puolan lääninherruudesta. Tämän jälkeen Pyhän saksalais-roomalaisen valtakunnan keisari oli Fredrik Vilhelmin ainoa lääninherra.