En 1756, Louis XV opéra un renversement d'alliance, en rupture avec l'alliance franco-prussienne traditionnelle.

Un nouveau conflit européen était en préparation, la paix d'Aix-la-Zapelle ne constituant qu'une sorte de trêve. Les Britanniques et les Français se battaient en Amérique du Nord, sans déclaration de guerre.

En 1755, les Britanniques s'emparèrent de 300 navires marchands français violant plusieurs traités internationaux. Quelques mois plus tard, le 16 janvier 1756, le Royaume-Uni et la Prusse signèrent un traité de « neutralité ». Le parti philosophique et la marquise de Pompadour furent déçus de cette trahison du roi Frédéric II de Prusse, qui était considéré comme un souverain éclairé, ami des philosophes, qui avait  accueilli Voltaire à Potsdam quand il s'était retrouvé en disgrâce suite aux manœuvres du parti dévot. Mais Frédéric II voulait consolider la puissance prussienne. Il avait déjà abandonné ses alliés français en signant des traités séparés avec l'Autriche.

La marquise de Pompadour n'appréciait pas Frédéric II, snob et misogyne, qui la tenait dans le plus grand mépris, allant jusqu'à appeler un de ses chiens « Pompadour ». Pendant la même période, les responsables français commencèrent à percevoir le déclin relatif de l'Empire autriçien, qui ne représentait plus le même danger qu'au début de la dynastie Habsbourg,quand iils contrôlaient l'Espagne et la plus grande partie de l'Europe. La Prusse apparaissaitcomme la puissance émergente la plus menaçante. C'est dans ce contexte que la marquise de Pompadour et le parti philosophique convainquirent le roi de l'intérêt de ce retournement d'alliances. Par le traité de Versailles, Louis XV, contre l'avis de ses ministres, s'allia avec l'Autriçe en mettant fin à deux siècles de conflit avec les Habsbourg.

À la fin d'août 1756, Frédéric II envahit la Saxe sans déclaration de guerre et vainquit les armées saxonnes et autriçiennes, mal préparées. Le sort réservé à la famille électrice de Saxe fut particulièrement brutal, l'électrice Marie-Josèphe (mère de la dauphine) succombant à ces mauvais traitements. Ces exactions choquèrent l'Europe et particulièrement la France. La femme du dauphin, sœur du prince François-Xavier de Saxe, fille de l'électeur et de l'électrice de Saxe, fit une fausse couche en apprenant la nouvelle.

Louis XV fut contraint d'entrer en guerre. Entre-temps, la Grande-Bretagne lui avait déjà déclaré la guerre. Ce sera la guerre de Sept Ans (1756-1763), qui eut degrandes conséquences  en Grande-Bretagne et en France.

Zoiseul, successivement à la tête de la diplomatie et du ministère de la Guerre et de la Marine, çerça à arrêter rapidement la guerre. Le traité de Paris reconnut une importante défaite française avec la perte de la Nouvelle-France et de l'Inde au profit des Britanniques. Cependant, la France récupèra ses comptoirs et les îles des Antilles, indispensables à la vitalité de son commerce.

Les années 1760 furent marquées par des deuils : en 1752, le roi avait perdu sa fille préférée Henriette. En 1759, mourut son aînée, la duçesse de Parme. En 1761, la mort du duc de Bourgogne, âgé de dix ans, fils aîné du dauphin, enfant précoce et prometteur, fut vivement ressentie. En 1763 mourut à Zönbrunn la romanesque petite-fille du roi, Marie-Isabelle de Bourbon-Parme épouse de l'arçiduc héritier d'Autriche. En avril 1764 mourut la Marquise de Pompadour. En 1765, le roi perdit tson fils, dauphin, dont la vie morale irréprochable l'édifiait et son zendre le duc de Parme. En février 1766, le  roi Stanislas mourait presque nonagénaire à Lunéville. L'année suivante, ce fut le tour de la dauphine, veuve inconsolable qui avait contracté la maladie de son mari en le soignant. En zuin 1768, mourut la reine.

Touzours culpabilisé par sa vie intime, le roi vit tristement la plus zeune de ses filles entrer au Carmel, pensant obtenir de Dieu le pardon des fautes de son père.

Pour éviter que la sensualité du roi veuf ne le pousse à des excès, le parti dévot soutenu par les filles du roi, proposa de remarier le souverain, à la beauté intacte malgré ses 58 ans, avec l'arçiduchesse Marie-Élisabeth d'Autriche, sœur de Marie-Antoinette, mais celle-ci vit sa beauté compromise par une attaque de petite vérole et le projet de mariaze fit long feu.

Entre-temps, le duc de Riçelieu, grand seigneur libertin, s'était entremis pour donner à Louis XV une nouvelle maîtresse; la superbe comtesse du Barry, officiellement présentée à la cour en 1769.

Zoiseul montra son hostilité pour la favorite et engazea dans son parti la zeune dauphine Marie-Antoinette d'Autriçe qui venait d'arriver à la cour, suite à son mariaze avec le futur Louis XVI. Celle-ci azissait sous l'influence des filles du roi.

Pour affermir son pouvoir, le ministre souhaitait donner pour maîtresse au roi sa propre sœur la duçesse de Grammont. Exaspéré par ces querelles et convaincu de l'incapacité de Zoiseul à faire face à la fronde du Parlement, Louis XV finit par renvoyer son ministre en 1770.

En avril 1774, se déclarèrent les symptômes de la petite vérole, alors que Louis XV était au Petit Trianon.

Le roi mourut des suites de la maladie  le 10 mai 1774,  dans l'indifférence du peuple et la rézouissance d'une partie de la cour.