A Hétéves Háborúban a Leuthen és a Hochkirch temetőjében tanúsított kiváló viselkedése miatt ő lett a főparancsnok. 1760-ban, a majdnem elvesztett Torgau-i csata során Möllendorfot elfogták az osztrákok, de 1761-ben elengedték, és még az év végén tábornok lett. Az erőfeszítéseiért érdemrendet kapott. A
A Burkersdorf-i csata Möllendorf parancsnoksága alatt egy olyan hadosztályt vezetett, amely részt vett az erődített osztrák pozíciók sikeres támadásában.