在接下来的七年时间里，腓特烈·威廉把瑞典人赶出了东波美拉尼亚（1651），占领了易北河东西两边的新领土，并开始大刀阔斧的行政和财政改革，稳步加强和扩充军队，把克利夫斯从荷兰的占领中解放出来，他还企图偷袭1614年丢失的于利希和贝格，可惜失败了（1651）。腓特烈·威廉意识到他之所以失败，是因为他还不够强大。他与各方展开了旷日持久的谈判，最终于1666年让问题得到解决，重新确认了1614年《克桑滕条约》的内容：霍亨索伦家族仍然统治着克利夫斯、马克和拉文斯贝格，而如果诺伊堡家族绝嗣，霍亨索伦家族有权继承于利希、贝格和拉文施泰因。勃兰登堡的疆域再一次从哥尼斯堡扩张到莱茵河，加强了对德意志北部的控制。
但1655年北方战争爆发，腓特烈·威廉见利忘义而曲折的政策，最终证明他最重视的还是位于普雷格尔河和易北河之间的领地。卡尔十世统治下的瑞典再次挑战波兰王国，勃兰登堡-普鲁士不可能保持中立。但是腓特烈·威廉不惜一切代价，决心从他的朋友和敌人那里赢得实实在在的利益。瑞典和波兰都应该给他好处，因为他已经有了一支军队，也已经明白了冷静而不择手段的外交能带来满意的结果。1656年，根据《哥尼斯堡条约》，东普鲁士成为瑞典的封地，艾尔姆兰德被世俗化，然后与东普鲁士合并；腓特烈·威廉与瑞典成为盟友。由于勃兰登堡军队在华沙战役中表现出色，腓特烈·威廉提高了他的条件。同年，根据《拉比奥条约》，东普鲁士和艾尔姆兰德成了霍亨索伦家族完全独立的领地。
瑞典军事上的困难不断增加，腓特烈·威廉便抛弃了他的盟友，加入了波兰一方。《布朗伯格条约》向他承诺东普鲁士可以脱离波兰的宗主地位，但艾尔姆兰德不在其中。瑞典的盟友法国，协调各方进行谈判，最终各方在1660年签署《奥利瓦条约》，结束了一场波及欧洲的战争。腓特烈·威廉让东普鲁士作为一个独立的公国保留了下来，但原来想要与东普鲁士合并的埃尔宾却不在其中。1663年，他庄严地进入哥尼斯堡，正式接管了东普鲁士公国的统治权。东普鲁士现在已经不在帝国的管辖范围之内。在哥尼斯堡，勃兰登堡选帝侯和克利夫斯公爵从此以欧洲君主的身份实行其统治。腓特烈·威廉作为选帝侯和公爵，在德意志诸侯中享有特殊的地位。