Järgmise aasta alguses sai temast Preisi sõjaväe kindralleitnant ja III korpuse juhina (Carl von Clausewitz oli tema staabiülem) osales ta Waterloo lahingus. Ligny lahinguväljal taandus ta koos ülejäänud Blücheri armeega Wavre'i ja kui teine korpus marssis Waterloo suunas, kaitses von Thielmann seda liikumist Grouchy vastu, võitles Wavre'i lahingus.
(1819 juuni 1815), andes seega olulise panuse võidule Waterloos.