W 1815 roku Bülow objął dowództwo nad IV Korpusem Armijnym Blüchera, liczącym około 30 tysięcy żołnierzy. Pomimo szybkiego marszu nie udało mu się na czas doprowadzić wojsk na miejsce bitwy pod Ligny, jednak po niej przyczynił się do zjednoczenia korpusu Blüchera, składającego się dotychczas z czterech brygad piechoty, trzech brygad kawalerii i jednej rezerwy artylerii. Dowodząc siłami korpusu Bülow zadał ciężkie straty wojskom Napoleona Bonapartego podczas walk w Plancenoit, co umożliwiło sprzymierzonym ostateczne rozprawienie się z nimi 18 czerwca 1815 roku w bitwie pod Waterloo. Z rozkazu Fryderyka Wilhelma III, 11 lipca 1815 roku Bülow został mianowany szefem pułku piechoty, który wyróżnił się w Plancenoit, ponadto pruski władca podarował mu także 25 tysięcy talarów. Z kolei 28 lipca król Zjednoczonych Niderlandów Wilhelm I odznaczył go Krzyżem Wielkim Orderu Wojskowego Wilhelma. W październiku 1815 roku objął funkcję gubernatora Prus Zachodnich i Wschodnich, a także został dowódcą I Korpusu Armijnego w Królewcu.