События в Польше вновь привлекли Н. А. Окунева на воинскую службу. 14 июня 1831 года он прибыл в город Пултуск, где находилась главная квартира действующей армии и получил назначение состоять при Главнокомандующем. Окунев принимал участие в многих серьёзных сражениях этой кампании, в частности, при взятии Варшавы.