Villeneuve saiu de Cádiz em fins de 1805, e foi engajado por Nelson na decisiva Batalha de Trafalgar em 21 de outubro. Durante a batalha, o "Neptune" atirou no navio-almirante de Nelson, HMS Victory e duelou com vários navios britânicos, incluindo o HMS Royal Sovereign, o HMS Temeraire e o HMS Belleisle. Assim que os britânicos começaram a dominar a frota combinada, o relativamente intacto "Neptune" juntou-se a vários navios em uma retirada para Cadiz. Ele fez outra surtida novamente dois dias depois em uma tentativa de recuperar alguns dos prêmios, mas a frota perdeu mais navios do que eles recuperaram, e o "Neptune" teve de ser rebocado de volta ao porto. Lá, ele permaneceu, sob o bloqueio de perto britânico, até que a espanha declaraou guerra à França. Presos no porto, os franceses entregaram seus navios para os espanhóis, que rebatizarm o "Neptune" para "Neptuno", substituindo um navio espanhol de mesmo nome perdido em Trafalgar. O "Neptuno" serviu com os espanhóis por mais 12 anos, sendo desmontado em 1820.