kuningas Fredrik II kutsui hänet Preussiin vuonna 1740 ja hänet nimitettiin luutnantiksi vastaperustettuun rykmenttiin, joka oli sijoitettu Potsdamiin, jossa hän tutustui J. W. L. Gleimiin, joka kiinnosti häntä runoudesta. Erottuaan Mollwitzin taistelussa (10.huhtikuuta 1741) ja Neissen piirityksessä (1741) hänet ylennettiin kapteeniksi 1749 ja majuriksi 1756.
majoittuneena talvella 1757-1758 Leipzigissa seitsenvuotisen sodan aikana hän sai helpotusta kiusallisiin sotilastehtäviinsä Gotthold Ephraim Lessingin seurassa. Hänen rykmenttinsä, Schenckendorffin Krenatöörit, osallistui kesäretkille. Hieman myöhemmin Kunersdorfin taistelussa 12. elokuuta 1759 hän haavoittui kuolettavasti hyökkäyksen eturintamassa. Thomas Carlyle esittää hänen kuolemastaan kuvauksen, joka on mahdollisesti apokryfinen: Kleist liitettiin Finckin osastoon Preussin oikeistoon. Häneen oli osunut useita kertoja kimmokkeita ja mahdollisesti muskettikuulia, ehkä jopa 12 kertaa. Hän jatkoi joukkojensa johtamista eteenpäin ottaen kolmannen patterin, jolloin hän haavoittui pahasti molempiin käsivarsiinsa. Hänen ”everstinsä” (majuri Mark K. A. von Schwartz) kaatui; hän johti rykmenttinsä eteenpäin kohti neljättä patteria, kun laukauksen laukaus murskasi hänen jalkansa; kaaduttuaan pataljoonan komentajaksi nousi kapteeni Sylvius von Swolinsky. Hän putosi hevosensa selästä, ja hänet kannettiin selustaan. Hänen luokseen tuotiin aikanaan kirurgi, joka kuitenkin kuoli tapauslaukaukseen. Yksi hänen ystävistään yritti lähettää hänelle vaunut, jotta hän pääsisi pois vaarasta, mutta se kesti niin kauan, että venäläisten eteneminen katkaisi hänen etumatkansa. Illalla kasakat riisuivat hänet paljaaksi ja heittivät lähimpään suohon. Myöhemmin samana iltana jotkut venäläiset husaarit löysivät Kleistin tässä tilanteessa, veivät hänet kuivaan paikkaan, sytyttivät kellotulen ja antoivat hänelle leipää. Lähdettyään kasakat palasivat ja ottivat venäläisten hänelle antaman huovan. Lopulta venäläinen ratsuväkijoukko kulki ohi; yksi heidän kapteeneistaan lähetti hänet vaunuissa Frankfurtiin. Siellä olleen professorin hoidossa hänet leikattiin ja hoidettiin hyvin, vaikka kymmenentenä yönä luu hajosi, katkaisi valtimon ja 24.päivänä hän kuoli kello 2.00. Hän sai sotilaan hautajaiset, hänen arkkuaan kantoi 12 venäläistä krenatööriä ja siihen osallistui joitakin upseereita; yksi esikuntaupseeri laski oman miekkansa bieriin.
