В 1758 году Румянцев стал генерал-поручиком. Получив под командование дивизию, он отличился уже при новом командующем – П.С. Салтыкове, прибывшем к армии в июне 1759 года. В битве при Кунерсдорфе его дивизия обороняла центральную позицию русских войск, отражая все атаки отборной конницы Фридриха II, а затем, опрокинув пруссаков штыковой контратакой, полки Румянцева заставили их бежать с поля боя.
Впереди был Берлин. Но решительного наступления на город, способного поставить победную точку в многолетней войне, не последовало. Уже через несколько дней Фридрих II сумел увеличить численность своего войска до 30 тысяч. Война затягивалась.
В 1760 году корпус Румянцева осадил крепость Кольберг на побережье Балтийского моря. С моря крепость блокировал русский флот. Взятие Кольберга могло бы обеспечить стратегический простор союзникам на Померанском театре военных действий. С приближением осени Румянцеву было рекомендовано отойти от крепости на зимние квартиры, но он решил действовать самостоятельно. Начались траншейные работы и подготовка к штурму. В ходе осады Кольберга в истории русского военного искусства Румянцев впервые применил элементы тактической системы «колонна – рассыпной строй». И в декабре гарнизон крепости капитулировал. Русским достались 3 тысяч пленных, 146 орудий, знамена, большие запасы оружия, снаряжения и амуниции. С взятием Кольберга русская армия получила базу снабжения вблизи от границы Бранденбурга и могла в будущую кампанию создать угрозу наиболее важным жизненным центрам противника.
После взятия войсками Румянцева Кольберга казалось, что окончательное поражение Пруссии очевидно и весьма близко. Налицо были все предпосылки для победоносного окончания войны в кратчайший срок. Но смерть императрицы Елизаветы смешала карты. Она умерла 25 декабря 1761 года (5 января 1762 года), и этот день был, вероятнее всего, счастливейшим днем в жизни короля Фридриха II. На российский престол взошел великий князь Петр-Ульрих, принявший имя Петра III. С детства являясь почитателем военных и прочих талантов Фридриха II, российский император поспешил заключить мир с прусским королем, вернул ему все завоеванные земли и объявил себя его преданнейшим другом и защитником. Он предложил Фридриху военный союз против его врагов, а в качестве первой совместной акции – войну против Дании. На пост командующего было предложено множество кандидатур, но Петр III предпочел генерал-аншефа Петра Румянцева, приобретшего к тому времени большую известность и славу полководца.
