应4年（1868年）1月28日，晋升为步兵头。鸟羽伏见之战后，在江户城召开的会议（）上，小栗忠顺、、榎本武扬与大鸟等强硬派主张继续作战。2月28日，大鸟获擢升为步兵奉行（将级军官），成为幕府陆军高层之一（老中一人、若年寄两人、步兵奉行三人）。4月1日，江户开城，大鸟率领传习队撤出江户，经本所、市川，抵达小山、宇都宫与今市、、会津等地，与、土方岁三等抵抗分子会合，转战各地。8月21日，爆发，传习队遭受新政府军沉重打击，几乎全军覆没，残部撤退到仙台。大鸟部在仙台与榎本武扬部会合，一同渡海前往虾夷地，大鸟随后在虾