Il 7 dicembre 1674 suo fratello Carlo Emilio morì dopo una breve malattia, lasciando il titolo di principe ereditario del Brandeburgo a Federico. Il giovane principe, il cui ruolo ora era diventato primario nella casata degli Hohenzollern, accompagnò subito il padre nella Seconda guerra del nord e nelle campagne militari in Pomerania tra il 1675 ed il 1678, oltre alla spedizione contro la Svezia del 1679. Sopravvissuto ad una grave malattia, Federico decise di ritirarsi dal campo di battaglia e sposò la principessa Elisabetta Enrichetta il 13 agosto 1679 a Potsdam, ritirandosi poi nel castello di Köpenick, dove la coppia visse appartata.