Kolmannen liittokunnan sodan puhjettua vuonna 1805 Napoleon nimitti Berthier’n Grande Arméen esikuntapäälliköksi, jota tehtävää tämä hoiti seuraavat kaksi vuotta. Berthier’n tehtävä oli välittää Napoleonin käskyt komentajille, ja pääesikunnan vallan kasvaessa Berthier’n ja muiden marsalkoiden välille alkoi syntyä pientä kitkaa. Sotaretken aikana Berthier muun muassa allekirjoitti itävaltalaisten antautumisehdot Ulmin taistelun jälkeen lokakuussa 1805, aselepoehdot Austerlitzin taistelun jälkeen joulukuussa 1805 sekä Tilsitin aseleposopimuksen kesäkuussa 1807. Napoleon luovutti vuonna 1806 Berthier’lle Preussilta vallatun Neuchâtelin ruhtinaskunnan Sveitsissä, jolloin hänestä tuli Neuchâtelin ja Valanginin ruhtinas. Seuraavana vuonna Berthier jätti sotaministerin tehtävän ja sai sen sijaan Ranskan varakonnetaabelin arvon sekä paikan senaatissa. Vuonna 1808 hän avioitui itseään 30 vuotta nuoremman Baijerin prinsessa Maria Elisabetin, kuningas Maksimilian I Joosefin veljentyttären, kanssa.