К тому времени, недовольный планом ведения войны, непрестанно ссорившийся с австрийцами, больной Салтыков ушел в отставку. Руководил операцией Фермор, временно, до прихода нового командующего – А. Б. Бутурлина, выполнявший его обязанности. Начальником отряда, выделенного для похода на Берлин, Конференция назвала Тотлебена. Прикрывать его должен был легкий подвижной корпус – корволант Чернышева. В инструкции указывалось – взять с прусской столицы «знатную денежную контрибуцию», а также «все арсеналы, пушечный литейный двор, все магазины и оружейные и суконные фабрики в конец разорить». По соглашению с австрийцами одновременно к Берлину направлялся их корпус.
Посадив пехоту на повозки, Тотлебен уже 21 сентября подошел с юга к окрестностям Берлина, а Чернышев занял Фюрстенвальде на реке Шпрее. Столица Пруссии была почти беззащитна и тогда же могла быть занята без особых усилий. Но Тотлебен ограничился легкой бомбардировкой и в ночь на 23 сентября произвел слабыми силами безрезультатный штурм Котбусских и Гальских ворот столицы. В это время с севера, через Бранденбургские ворота, в Берлин беспрепятственно вошел принц Вюртембергский. Тотлебен, ссылаясь на слабость своего отряда, тут же отвел его за двадцать километров от города. В этой передовой команде Суворова не было. Не было его, очевидно, ни в корволанте Чернышева, который соединился в городке Копенике с отрядом Тотлебена, ни в передовых частях генерал-поручика Панина, спешившего на помощь русскому авангарду. Скорее всего, Суворов оставался при Ферморе, прибывшем в Копеник.
К 27 сентября под Берлином сосредоточилось около двадцати тысяч русских и четырнадцать тысяч австро-саксонцев. На семь утра следующего дня Чернышев назначил штурм города. «Невозможно довольно описать, – доносил он Фермору, – с какою нетерпеливостью и жадностью ожидали войска сей атаки». Однако перед дождливым рассветом Чернышев получил неожиданное известие, что принц Вюртембергский знатно о том уведал или так рассудил себя в отвагу подвергнуть, и ночью отвел войска к северо-западному пригороду Шпандау. Столица Пруссии капитулировала.
Послав офицера и трубача для принятия города, Чернышев не без удивления узнал, что Тотлебен, вовсе не участвовавший в подготовке штурма, тою же ночью успел заручиться согласием берлинского коменданта на капитуляцию, причем на условиях, крайне выгодных для пруссаков. Занимая Берлин, Тотлебен не выполнил важнейших указаний Фермора о разрушении арсенала и суконных фабрик. Его позорное поведение вызвало ропот в войсках. Фермор, как главнокомандующий, возбудил против него следствие, но в Петербурге Тотлебену удалось оправдаться.