Nach der Niederlage Preußens gegen Kaiser Napoléon Bonaparte bildete sich ein neues polnisches Staatswesen mit eigenen Streitkräften, an deren Aufstellung Poniatowski mitwirkte. Nach dem Tilsiter Frieden 1807 wurde er Kriegsdirektor in der Regierung des Herzogtums Warschau unter dem Zepter des sächsischen Königs sowie Oberbefehlshaber der polnischen Truppen. Er baute eine neue polnische Armee von 30.000 Mann auf. Was Poniatowski zu tun hatte, bestimmten jedoch Napoleon und einige seiner Marschälle. Im Krieg gegen Österreich 1809 konzentrierte Poniatowski 14.000 Mann vor Warschau. Im Ergebnis der Schlacht bei Raszyn musste er sich nach Warschau zurückziehen und infolge eines Waffenstillstandes mit Erzherzog Ferdinand das linke Weichselufer einschließlich Warschaus räumen. Danach begann er rechts der Weichsel überraschend einen erfolgreichen Eroberungsfeldzug in Galizien, wo er als Befreier begrüßt wurde. Am 2. Juni mussten die Österreicher auch Warschau aufgeben. Inzwischen waren die Russen in Galizien einmarschiert. Poniatowskis Verhandlungen mit ihnen scheiterten. Die Russen blieben rechts der Weichsel, verhielten sich im Land wie Eroberer und vermieden jeden Kampf mit den Österreichern. Nach dem Sieg Napoléons in der Schlacht bei Wagram zog sich Ferdinand über den Jablunkapass zurück und Poniatowski konnte am 15. Juli 1809 in Krakau einziehen, das die Russen am Vorabend im Handstreich besetzt hatten. Napoléon ehrte ihn mit der Übersendung eines goldenen Ehrensäbels und ernannte ihn zum Großoffizier der französischen Ehrenlegion.