1812 nahm Oudinot als Kommandant des II. Korps der Grande Armée am Feldzug in Russland teil. Das von ihm geführte Korps, das er in Westfalen organisiert hatte, bestand aus 51 Bataillonen und 20 Schwadronen. Er marschierte mit seinem Korps zuerst nach Berlin, wo er zwei Monate als Gouverneur blieb. Nach einem Gefecht bei Kljastizy wichen Oudinots Truppen Anfang August nach Polozk aus. Am frühen Morgen des 17. August 1812 griff das russische I. Korps unter General Wittgenstein die französischen Positionen in der Schlacht bei Polozk an und zwang die Franzosen zum Rückzug. Mit Verstärkungen gelang es Oudinot, den Angriff abzuwehren. Oudinot war durch eine Kanonenkugel an der Schulter schwer verwundet worden, musste das Kommando an den General Laurent de Gouvion Saint-Cyr abgeben und ließ sich nach Wilna bringen. Da Gouvion Saint-Cyr aber das gleiche Schicksal erlitt und Oudinot zugleich von den Misserfolgen der Grande Armée und der Räumung Moskaus erfuhr, so begab er sich ohne Rücksicht auf seinen Gesundheitszustand wieder zu seinem Korps, das nur noch 5000 Mann zählte.