Duchesne wurde 1864 zum Hauptmann befördert und nahm mit diesem Dienstgrad im August 1870 an der Schlacht bei Spichern teil. Nach der Übergabe von Metz kam er als Kriegsgefangener nach Deutschland. 1883 wurde er nach Tongking gesandt und zeichnete sich dort durch die Einnahme Bac-ninhs und Hung-hoas aus. 1884 wurde Duchesne zum Oberst ernannt und übernahm den Oberbefehl über die Landungstruppen gegen Formosa (der frühere Name Taiwans) im Chinesisch-Französischen Krieg.