В ходе войны шестой коалиции 1813—1814 годов Иван Петрович 3 января 1813 года с экипажем перешёл по льду реки Неман и действовал в авангарде российских войск. 15 февраля 1813 года (по другим данным 16 марта 1813 года) произведён в чин капитана 1-го ранга. С Гвардейским экипажем 20—21 мая участвовал в Бауценском сражении, в ходе которого, несмотря на шквальный огонь французов, разрушил мосты через реку Шпрее и у Креквицких высот. Далее 29—30 августа участвовал в Кульмском сражении, за что был награждён орденом Святого Владимира 3-й степени и прусским Кульмским крестом. 16—19 октября участвовал в битве при Лейпциге, затем при Ножане. За время компании 1813—1814 годов устроил переправы через реки Западную Двину, Днепр, Неман, Вислу, Одер, Эльбу, Рейн. Устроил аппарели и натяжные вороты для подъёма артиллерии на Монмартр и навёл мосты через Сену, что позволило взять Париж. 30 марта 1814 года Иван Петрович во главе Гвардейского флотского экипажа вступил в Париж. Далее экипаж был передислоцирован в Гавр, откуда в июне — июле 1814 года на борту фрегата «Архипелаг» возвратился в Санкт-Петербург (по другим данным в Кронштадт). За кампанию 1814 года И. П. Карцов был награждён золотой шпагой «За храбрость».