Im Oktober 1807 kam Graindorge zum 1. Beobachtungskorps der Gironde. Anfang 1808 wurde er zur Armee der Iberischen Halbinsel versetzt und fungierte ab März 1808 mehrere Monate lang als Kommandant von Setubal. Auch wurde er 1809 zum Reichsbaron erhoben und zum Kommandeur der Ehrenlegion ernannt. Er nahm an den meisten Kämpfen in Spanien und Portugal teil und erhielt im Gefecht beim Kloster Buçaco in Portugal (27. Oktober 1810) durch britisches Artilleriefeuer mehrere gefährliche Wunden, an denen er am folgenden 1. Oktober im Alter von 40 Jahren starb. Eine Inschrift seines Namens wurde auf der westlichen Seite des Arc de Triomphe in Paris angebracht.