В 1813—14 годах командовал конвоем Александра I и находился при нём под Люценом, Бауценом, Дрезденом, Кульмом. 15 сентября 1813 года получил чин генерал-лейтенанта. Отличился в Лейпцигском сражении, где ударил с казаками во фланг неприятельским кавалерийским массам, стремившимся прорвать центр российской армии. Во время отступления Наполеона к Рейну Орлову-Денисову поручен был отряд с приказанием преследовать французов и всячески вредить им. Участвовал в бою при Ханау.