Во время Отечественной войны 1812 года генерал от кавалерии Тормасов командовал 3-й Резервной Обсервационной армией и уже в самом начале войны русские войска под его командованием в сражении под Кобрином разгромили бригаду генерала Г. Х. Кленгеля из саксонского вспомогательного корпуса. Затем сражался против австро-саксонской армии при Городечно. После соединения с Дунайской армией сдал командование адмиралу П. В. Чичагову и отбыл в распоряжение М. И. Кутузова. Вскоре был назначен командующим Главной армией, руководил сражениями под Малоярославцем и под Красным, за победу в последнем был удостоен ордена Св. Андрея Первозванного. В Заграничном походе 1813 года находился в сражении под Лютценом, после чего под предлогом болезни оставил армию и более в военных действиях против Наполеона участия не принимал.