Viidennen liittokunnan sodan puhjettua vuonna 1809 Massénasta tuli IV armeijakunnan komentaja itävaltalaisia vastaan sotineessa Napoleonin komentamassa armeijassa. Hän osallistui huhtikuussa Landshutin ja Eckmühlin taisteluihin. Wienin lähellä 21.–22. toukokuuta 1809 käydyssä tappiollisessa Aspern-Esslingin taistelussa Massénan joukot puolustivat Aspernia, kunnes Napoleon määräsi ne perääntymään takaisin Tonavan yli. Masséna haavoittui lievästi perääntymisen aikana. Voittoisassa Wagramin taistelussa 5.–6. heinäkuuta hänen armeijakuntansa muodosti ranskalaisten vasemman siiven, joka joutui ottamaan vastaan itävaltalaisten hyökkäyksen. Aivan sodan lopussa hän toi vielä joukkonsa marsalkka Auguste de Marmontin avuksi Znaimin taistelussa. Näiden saavutusten kunniaksi Massénalle annettiin tammikuussa 1810 Esslingin ruhtinaan aatelisarvo.