Lorsque les troupes françaises envahissent le Mecklembourg, le grand-duc et sa famille sont expulsés du duché et s'établissent à Hambourg. Frédéric-Louis se rend à Saint-Pétersbourg où il rencontre son ancien beau-frère Alexandre Ier de Russie, afin de lui demander son aide pour libérer le Mecklembourg de la domination étrangère. Le tsar accepte de soutenir ses parents allemands et permet la libération du duché de l'occupation française en . Après le congrès de Vienne, le Mecklembourg-Schwerin, devenu grand-duché, entre dans la confédération du Rhin et le prince Frédéric-Louis parlant parfaitement français mène avec succès les négociations diplomatiques à Paris.
Il meurt le à Ludwigslust. Son fils aîné Paul-Frédéric devient le nouvel héritier présomptif du duché. Frédéric-Louis est enterré dans le mausolée Hélène-Pavlovna(de) à Ludwigslust, construit entre 1804 et 1806 d'après les plans de Joseph-Jacques Ramée.
Carl Gustav Theodor Schröder(de): Tagebuch des Erbprinzen Friedrich Ludwig von Mecklenburg-Schwerin aus den Jahren 1811–1813. Dans: Jahrbücher des Vereins für Mecklenburgische Geschichte und Altertumskunde 65 (1900), p. 123–304 (Volltext).
Hélène de Mecklembourg-Schwerin; Madame la duchesse d'Orléans; Nouvelle édition. Paris: Michel Lévy, 1859. DC 269 .O7 M34 1859
René Wiese: Friedrich Ludwig. Ein Erbgroßherzog als Minister. Dans: Bernd Kasten, Matthias Manke(de), René Wiese: Die Großherzöge von Mecklenburg-Schwerin. Hinstorff Verlag GmbH, Rostock 2015, (ISBN978-3-356-01986-5), p. 48–55.