In 1701 liet Lodewijk Willem de Bühl-Stollhofenlinie bouwen, een linie van defensieve grondwerken om Noord-Baden te beschermen tegen Franse aanvallen. Hij leidde ook het keizerlijk leger in de Spaanse Successieoorlog, waar hij in september 1702 succesvol het beleg van Landau afrondde. Kort daarna moest hij zich echter terugtrekken achter de Rijn nadat zijn troepen door de Fransen onder leiding van Claude Louis Hector de Villars verslagen werden in de slag bij Friedlingen. In 1704 nam hij deel aan de succesvolle Duitse campagne van Eugenius van Savoye en de Hertog van Marlborough. Lodewijk Willem onderscheidde zichzelf in de Slag bij Schellenberg en hij belegerde en veroverde de steden Ingolstadt en Landau. Tevens dreef hij de Beierse troepen weg tijdens de beslissende Slag bij Blenheim.