W czerwcu 1809 roku Bülow dostał polecenie zbadania kapitulacji Prenzlau, a także objął pod auspicjami Johanna Ludwiga Yorcka von Wartenburga dowództwo nad pomorską brygadą w Trzebiatowie. Trzy lata później został mianowany tymczasowym gubernatorem generalnym w Prusach Wschodnich. Zastąpił na tym stanowisku Yorcka, który otrzymał rozkaz dołączenia do korpusu pomocniczego Wielkiej Armii. 14 marca 1813 roku został mianowany generałem porucznikiem, zaś niedługo później otrzymał dowództwo nad III Korpusem Armijnym. Jako dowódca korpusu w tym samym roku wziął udział w bitwie pod Möckern, przeprowadził udany atak na Halle, a także odniósł zwycięstwo nad wojskami marszałka Nicolasa Charlesa Oudinota w bitwie pod Luckau, dzięki któremu obronił zagrożony francuskim atakiem Berlin. Po wygaśnięciu rozejmu z Francją w dniu 15 sierpnia 1813 roku Bülow dostał się pod zwierzchnictwo naczelnego dowódcy sił zbrojnych Szwecji, Jeana Baptiste’a Bernadotte’a. Wbrew jego woli wraz ze swym korpusem wziął udział w bitwie pod Großbeeren, w której po raz drugi pokonał marszałka Oudinota. Kolejne zwycięstwo, tym razem nad wojskami marszałka Michela Neya odniósł wraz z generałem porucznikiem Bogislavem Friedrichem Emanuelem von Tauentzienem w bitwie pod Dennewitz, dzięki czemu ponownie ocalił stolicę Prus przed najazdem Francuzów. Za ten czyn Bülow 15 września 1813 roku został odznaczony Krzyżem Wielkim Krzyża Żelaznego, z kolei 11 grudnia przyznano mu Order Orła Czerwonego I klasy.