К началу Отечественной войны 1812 года генерал-лейтенант Коновницын был шефом Черниговского пехотного полка и командовал 3-й пехотной дивизией. Отличился в сражении под Витебском, под Смоленском был ранен. Во время Бородинского сражения после того как смертельную рану получил П. И. Багратион и до прибытия Д. С. Дохтурова временно возглавил 2-ю Западную армию, был контужен. После Бородина возглавил 3-й пехотный корпус, но вскоре был назначен состоять дежурным генералом при штабе М. И. Кутузова, фактически исполняя обязанности начальника Главного штаба. За многочисленные боевые отличия при отражении нашествия Наполеона был удостоен ордена Св. Георгия 2-го класса и пожалован званием генерал-адъютанта. Во время Заграничных походов 1813 и 1814 годов командовал Гренадерским корпусом, в сражении при Лютцене был ранен. Далее он состоял при императоре Александре I и сопровождал его вплоть до взятия Парижа.