Oburzenie protestanckich stanów legnicko-brzeskich wywołała także zgoda księżnej na legalizację potajemnego ślubu córki Karoliny (starszej siostry Jerzego) z cesarskim oficerem, katolikiem, księciem z rodu Schleswig-Holstein-Sonderburg-Wiesenburg.
Do formalnego przejęcia władzy w księstwie doszło 14 marca 1675, gdy Jerzy Wilhelm na dworze cesarza Leopolda I w Wiedniu złożył przed nim uroczysty hołd lenny. W Wiedniu zaledwie 15-letni książę zrobił dobre wrażenie, zauważono jego wybitne zdolności, znajomość wielu języków, dojrzałość umysłową i ogładę towarzyską. Po powrocie do księstwa był owacyjnie witany przez poddanych. Ludwika Anhalt-Dessau zmuszona została do usunięcia się do otrzymanej po mężu oprawy wdowiej w Oławie.
Dobrze zapowiadające się rządy Jerzego Wilhelma zaledwie po kilku miesiącach przerwała jego nagła śmierć. Książę od młodego wieku słynął z zamiłowań łowieckich (jako 12-latek zawiązał bractwo łowieckie „Złoty Jeleń” i ustanowił Order Złotego Jelenia). W dniu św. Huberta urządził tradycyjne polowanie na jelenie, podczas którego nabawił się silnej gorączki. Na domiar złego, osłabionego, umieszczono go w chłopskiej chacie w Kościerzycach, gdzie od dzieci gospodarza zaraził się ospą. Przewieziony do Brzegu zmarł rankiem 21 listopada 1675.