Wojna w Ameryce 4 maja 1780 roku uzyskał stanowisko adiutanta francuskiego generała Rochambeau i wypłynął z portu w miejscowości Brest. Prawie dwa miesiące później jego statek zakotwiczył w zatoce Narragansett w Newport na Rhode Island, gdzie Francuzi rozbili obóz do czerwca następnego roku. W połowie września 1780 wyruszył razem z Rochambeau, by spotkać się z amerykańskim generałem George'em Washingtonem w Hartford w stanie Connecticut.
12 czerwca 1781, po spędzeniu 11 miesięcy w Newport na Rhode Island w całkowitej bezczynności, wojska pod przywództwem Rochambeau rozpoczęły marsz, by połączyć siły z armią Waszyngtona w Philipsburgu na Hudsonie. Na początku września de Grasse przejął kontrolę nad zatoką Chesapeake, a pod koniec miesiąca Waszyngton otoczył Cornwallis w Yorktown. 19 października Brytyjczycy poddali miasto, przyspieszając koniec wojny.
Po zakończeniu działań wojennych Stany Zjednoczone i Szwecja zawarły traktat o przyjaźni i handlu.
W 1783 von Fersen otrzymał Order Cyncynata.