En 1804, avec l'instauration du Premier Empire, le corps des grenadiers à cheval de la Garde des consuls devient le régiment des grenadiers à cheval de la Garde impériale, qui comprend quatre escadrons pour un effectif total de . Ils participent ensuite à la campagne d'Autriche de 1805, et se distinguent particulièrement à Austerlitz : les charges qu'ils mènent contre la cavalerie de la Garde russe, en compagnie des chasseurs et des mamelouks, se révèlent efficaces et permettent de repousser la contre-attaque du grand-duc Constantin. Absents lors de la campagne de Prusse, ils se rattrapent à la bataille d'Eylau, où le colonel Lepic et ses grenadiers parviennent à s'extraire de l'encerclement en se frayant un passage jusqu'aux lignes françaises. Le régiment est ensuite envoyé en Espagne et est à Madrid lors du soulèvement du Dos de Mayo. En 1809, les grenadiers à cheval sont présents à Essling et Wagram et passent à cinq escadrons en 1812, en vue de la campagne de Russie. Au cours de cette dernière, ils déplorent de fortes pertes et le régiment est réduit à quatre escadrons en février 1813. Il combat par la suite lors de la campagne d'Allemagne et pendant la campagne de France, notamment à Vauchamps, Craonne et Paris.