Nach der Eroberung von Louisbourg kehrte Wolfe zunächst nach England zurück, wurde aber 1759 Oberbefehlshaber einer gegen Québec geschickten Armee. Nach einer erfolgreichen Landung und einer schwierigen, zweieinhalbmonatigen Belagerung, während der er größtenteils schwer krank war, er litt wie sein 1744 daran verstorbener Bruder Edward an Tuberkulose, fand er einen ungenügend gesicherten Zugang auf das Plateau von Québec und konnte einen Teil seiner Armee dorthin bringen. In der folgenden Schlacht auf der Abraham-Ebene gelang es ihm am 13. September 1759, die von Louis-Joseph de Montcalm geführte französische Armee entscheidend zu schlagen. Wolfe wurde während der Schlacht dreimal verwundet, zuletzt tödlich, und starb am 13. September im Bewusstsein seines Sieges. Auch sein Gegner Montcalm wurde tödlich verwundet und starb am folgenden Tag.