Во время Отечественной войны 1812 года генерал-майор Бухгольц состоял по артиллерии и находился во 2-й Западной армии, командовал артиллерией 7-го пехотного корпуса, после Бородинского сражения возглавил артиллерию 1-й Западной армии, а вслед за тем был помощником начальника артиллерии Главной армии, отличился в Тарутинском бою. В первой половине 1813 года был в Заграничном походе, с августа того года оставался в Варшаве и возглавлял всю резервную артиллерию.