Als Napoleon seine Invasion Russlands plante, wurde Romeuf wieder Mitglied im Stab von Marschall Louis-Nicolas Davout. Er nahm u. a. an den Kämpfen bei Kljastizy (28./29. Juli 1812) und Smolensk (17./18. August 1812) teil. In der Schlacht bei Borodino (7. September 1812) wurde Romeuf sehr schwer verwundet und erlag zwei Tage später seinen Verwundungen.