En récompense de ces services et de ceux qu'il rend pendant la campagne de l'an VI, le Directoire, par son arrêté du 17 pluviose an VII, le nomme général de division le 5 février 1799 et l'envoie à Strasbourg, où le 11 prairial il met en fuite et poursuit dans les montagnes Noires, vers Kuiébis et Biberach, un parti qui s'est présenté devant le fort de Kehl. Chargé quelque temps après par Masséna des fonctions de chef d'état-major de l'armée du Danube, il contribue en messidor à la déroute du général russe Korsakow et au succès de la bataille de Zurich. Au mois de frimaire an VII il est appelé au commandement général de la cavalerie sur le Rhin, et seconde en occupant Kehl, les opérations de Moreau qui marche sur Vienne. Mis en non-activité le an X, employé dans la République italienne le an XI, inspecteur-général de cavalerie et des dragons les 10 frimaire et 6 fructidor de la même année, le général Klein commandait la de dragons dans le département de la Somme lorsque, le 19 frimaire et le 25 prairial an XII, il est fait membre et grand officier de la Légion d'honneur.