Links: Willem Ferderik Karel door Charles-Pierre Verhulst, 1819. (Bron: Fine-arts-museum.be) en rechts: Willem Frederik Karel door onbekende schilder. (Bron: Theroyalforums.com).
 
Bij de dreigende oorlogsgevaren van maart 1815 verliet hij de universiteit en werd 23 maart 1815 aangesteld tot bevelhebber van het mobiele Nederlandse leger onder opperleiding van zijn broer, de Prins van Oranje. Door de algemene opperbevelhebber, Lord Wellington, werd hij onder Lord Hill, bevelhebber van de tweede divisie van de Verbondenen/ de Coalitie geplaatst.

In mei 1815 werd hij met de Indische Brigade en de eerste divisie van het Nederlandse leger als reserve in Vlaanderen geplaatst, met Sottegem en later Hal in Brabant als hoofdkwartier, waardoor hij de slag bij Waterloo niet bijwoonde.

Wel nam hij deel aan de tweede veldtocht in Frankrijk, waar hij zich bij de belegeringen van Quensnoy, Valenciennes en Condé met zijn troepen onderscheidde. Hij deelde ook in de uitdeling van de ridderkruizen bij St. Denis en nam in Parijs het bevel over de Nederlandse troepen van zijn nog niet herstelde broer. Hij voerde na de vrede in december 1815 de troepen naar het vaderland terug en zorgde voor de teruggave van door de Fransen in Nederland geroofde kunstschatten.

Door zijn vader, koning Willem I, werd hij opvallend verkozen boven zijn oudere broer, wiens onenigheden met zijn vader hem zeer bedroefde en die hij telkens trachtte te voorkomen of te beëindigen, soms met goede uitslag.

Hij keerde na de oorlog niet meer naar Leiden terug maar werd op 19 september 1815 lid van de Raad van State en oefende zijn functie als grootmeester van de artillerie vanaf 1818 zelfstandig uit, totdat hij op 15 juni 1826 tot commissaris-generaal van oorlog werd aangesteld. Eind 1829 werd hij benoemd tot admiraal en kolonel-generaal van de landmacht. In deze functies deed hij veel voor het militair onderwijs volgens Duitse denkbeelden, met name bij de oprichting van de Koninklijke Militaire Academie in Breda in 1826 en ten behoeve van de artillerie. (Bron tekst: Historici.nl)
Bronnen:
Willem Frederik Karel van Oranje-Nassau op Wikipedia
Willem Frederik Karel op Historici.nl
Willem Frederik Karel door Charles-Pierre Verhulst
Willem Frederik Karel door onbekende schilder