По-късно Петьофи се присъединява към Трансилванската армия, водена от полския генерал Йожеф Бем, която води успешни действия срещу войските на Хабсбургите и румънски и саксонски милиции, но претърпява поражение от руските войски, изпратени да потушат революцията. Петьофи е видян за последен път по време на битката при Шегешвар на 31 юли 1849 г. Обстоятелствата около смъртта му са спорни.