Desaix saapui 11. kesäkuuta 1800 Napoleonin luo tämän ollessa matkalla vapauttamaan Genovaa itävaltalaisten piirityksestä. Napoleon antoi Desaix’n komentoon kaksi divisioonaa ja lähetti hänet 13. kesäkuuta etelään kohti Genovaa, mutta tulviva joki hidasti Desaix’ta niin, että hän ehti vielä seuraavana päivänä palaamaan Napoleonin avuksi tämän kohdattua toisen vihollisarmeijan. Desaix’n saapuminen ja hänen johtamansa vastahyökkäys käänsivät Marengon taistelun 14. kesäkuuta ranskalaisten voitoksi, mutta hän kaatui itse taistelussa saatuaan luodin sydämeensä. Tämä tapahtui sattumalta samana päivänä, kun kenraali Kléber murhattiin Egyptissä. Desaix haudattiin Sankt Bernhardin solan luostariin.