En 1812 il fait la campagne de Russie sous les ordres d'Eugène de Beauharnais, et se distingue surtout aux journées d'Ostrovno et de la Moskova. Le , pendant la retraite, il est chargé de s'emparer du passage de la Louja qui doit faciliter l'occupation de Maloyaroslavets. Delzons fait rétablir les ponts détruits et parvient à y faire passer sa division. Il attaque alors les hauteurs de la ville et s'en rend maître. Cependant l'armée russe se dirige sur ce point et en chasse les régiments français. Le prince Eugène donne ordre à la division Delzons de reprendre la ville. Le général s'élance à la tête du régiment. Les Russes remplissent en masse le chemin creux qui monte à la ville, mais ils sont enfoncés par la division Delzons et mis en déroute. Delzons, sûr de la victoire, encourage ses soldats lorsqu'il est blessé mortellement par une balle au front. Son jeune frère Benoît Delzons (1787-1812) se jette sur lui et le couvre de son corps, mais il est touché à son tour par une balle et succombe à ses côtés.