Im Siebenjährigen Krieg wurde Billerbeck im September 1758 zum Oberstleutnant und im Dezember 1758 zum Oberst befördert. Er kommandierte seit Juni 1756 als Major ein Grenadierbataillon, das sich aus den Grenadierkompanien der Infanterieregimenter „von Amstel“ und „von Bülow“ zusammensetzte. Billerbeck kämpfte im Jahr 1757 mit seinem Bataillon in den Schlachten von Reichenberg, Prag, Kolin und in der Schlacht bei Leuthen. Im Kriegsjahr 1758 geriet er bei der Belagerung von Olmütz im April verwundet in österreichische Gefangenschaft, aus der er durch Gefangenenaustausch frei kam, um danach im Juli im Gefecht von Domstadtl und im August in den Schlachten bei Zorndorf und im Oktober bei Hochkirch dabei zu sein. Im Jahr 1759 bei Kunersdorf erneut verwundet, kämpfte er 1760 bei Liegnitz, im November 1760 bei Torgau und im Oktober 1762 bei Freiberg.