Klenau prese quindi parte col proprio corpo d'armata alla Battaglia di Wagram. Da mezzogiorno del giorno della battaglia egli entrò in servizio su quella posizione e studiò la strategia per accerchiare le forze nemiche e sconfiggerle creando innanzitutto del panico tra le truppe francesi. L'impresa però non ebbe il successo sperato e Napoleone riuscì a vincere lo scontro e come conseguenza l'Austria dovette uscire dalla coalizione antifrancese subendo le pesanti condizioni del Trattato di Schönbrunn, siglato il 14 ottobre 1809.