Bülow wurde bei Beginn des Krieges 1813 zum Generalleutnant und Kommandierenden General des III. Armeekorps ernannt. In der Schlacht bei Möckern am 5. April 1813 nahm nur seine Kavallerie teil. Am 2. Mai stürmte er Halle an der Saale und schützte durch seinen Erfolg im Gefecht bei Luckau gegen Marschall Oudinot das von den Franzosen bedrohte Berlin. Nach dem Waffenstillstand im August 1813 wurde sein Korps der Nordarmee des Kronprinzen von Schweden zugeteilt und war damit am Anfang zur Untätigkeit gezwungen. Gegen den Willen des Oberbefehlshabers schlug er am 23. August die Schlacht bei Großbeeren, wo er Oudinot zum zweiten Mal besiegte. Am 6. September schlug er gemeinsam mit Tauentzien die Schlacht bei Dennewitz, in der er den französischen Marschall Michel Ney besiegte und den Franzosen so beträchtliche Verluste zufügte, dass er Berlin damit endgültig retten konnte. Dafür erhielt er das Eichenlaub zum Pour le Mérite. Seitdem wurde er von den Berlinern „der allzeit glückliche Bülow“ genannt, da er als einziger General seiner Zeit nie eine Schlacht verlor.