Император Священной Римской империи Рудольф II высоко оценил заслуги нидерландского волонтёра с немецкой родословной в австро-турецкой войне. В 1605 году Иоганн фон Тилли был назначен фельдмаршалом Австрии.
В 1610 году фельдмаршал фон Тилли перешёл на службу к баварскому герцогу Максимилиану. Тот назначил известного уже полководца главнокомандующим своей армией, предоставив ему неограниченную власть. В результате проведённой Тилли военной реформы все взрослое население Баварии в случае войны могло быть призвано к оружию. Дворяне поступали на службу в кавалерию, крестьяне и горожане составляли пехоту.
В 1618 году, к началу Тридцатилетней войны, под командованием фельдмаршала Тилли была хорошо обученная и дисциплинированная армия. В 1620 году он во главе войск Католической лиги (главой её был герцог Максимилиан Баварский) вторгся в Богемию. В сражении у Белой Горы его 25-тысячная армия разбивает 21-тысячное войско протестантов-чехов под командованием Христиана Ангальтского. До подхода неприятеля чехам не удалось из-за нехватки лопат устроить на горе полевые укрепления.
Утром 8 ноября баварские войска переправились через ручей Шарка и по приказу Тилли развернулись фронтом к позиции протестантов. После этого католическое командование собралось на военный совет, на котором фельдмаршал настоял на атаке чешских позиций на Белой Горе. Чешская армия была построена для сражения в три линии; третью линию составили 5 тысяч венгерских кавалеристов. Сражение продолжалось около двух часов. Все же боевое построение войск Католической лиги оказалось более предпочтительным — вводом в бой свежих сил Тилли постоянно усиливал давление на чешские позиции и в итоге вынудил противника в беспорядке отступить с Белой Горы. Чехи потеряли 5 тысяч человек и всю свою артиллерию.
Оттеснённое с Белой Горы чешское войско укрылось за стенами Праги. Её командование решило не сопротивляться, а капитулировать. Войдя в Прагу, армия католиков учинила там расправу над участниками восстания против правления австрийской династии Габсбургов. После этого фельдмаршал Тилли во главе своих войск вторгся в Германию, где одержал ряд побед над немецкими протестантами. Он провёл наступление по левому берегу реки Везер, но не смог овладеть городом Нинбург.
Вскоре войска фельдмаршала Тилли выступили против протестантов в союзе с испанцами, захватили город Гейдельберг и победили неприятеля в сражении под Штадтгольмом.
22 июня 1622 года близ Хехста произошло сражение между 33-тысячной имперской армией Габсбургов и их католических союзников под командованием фельдмаршала Тилли и 20-тысячной пфальцской армией герцога Христиана Брауншвейгского. События того дня сразу же стали складываться не в пользу противника Тилли. Герцог Христиан не смог соединиться с отрядом генерала фон Мансфельда и отступил, решив удержать за собой мост через реку Майн. Пфальцские войска укрепились в деревне, которая прикрывала собой мост.
Полки Тилли своей неожиданной и сильной атакой застали врасплох войска герцога Брауншвейгского. Пфальцская армия, несмотря на 5-часовое мужественное сопротивление не смогла удержать деревни и самого моста и была разбита. В тот день она потеряла около 12 тысяч человек убитыми, ранеными и пленными. Потери католических войск оказались меньшими, хотя они и атаковали противника.
В 1623 году Тилли одержал ещё одну победу над протестантами. 9 августа в сражении у Штадтлона он разбил объединённое войско германских протестантских монархов под командованием герцога Христиана Брауншвейгского, с которым встретился на поле брани во второй раз.
Тилли успешно воевал и против армии датского короля Христиана IV. Тот двинул часть своих войск в Вестфалию для занятия епископств Мюнстер и Оснабрюк и соединения с ландграфом Гессенским. Баварский полководец разгадал этот манёвр и поспешил покинуть берега Везера. Армия Католической лиги по пути овладела всеми укреплениями протестантов, захватил города Мюнден и Гёттинген и в конце концов вынудил короля Дании вступить в сражение.
26 августа 1626 года при деревне Луттер (Луттер-на-Баренберге) близ Баренберга произошла одна из крупных битв Тридцатилетней войны. Союзником баварского полководца в ней стал австрийский полководец Валленштейн. Датская армия потерпела полное поражение и отступила с поля боя, оставив на нём около 4 тысяч убитых и 2 раненых пленными и очистив замок Луттер. Победителям достались 60 неприятельских знамён, вся артиллерия — 22 пушки и обоз с большими запасами солдатской амуниции. За эту победу Иоганн фон Тилли был удостоен графского титула.
Победа при Луттере имела большое значение для Католической лиги. Войска Тилли и Валленштейна овладели Голштинией, Шлезвигом и Ютландией, вытеснив оттуда протестантские датские войска. Теперь у короля Дании Христиана IV, потерявшего все крепости в своих немецких владениях, оставалась только Глюкштадт.
