Менш ніж через рік Толстой знову пішов на війну, цього разу добровольцем на оборону Москви під час франко-російської війни 1812 року і був зарахований до 42-го єгерського полку. Беручи участь в Бородінській битві, він був тяжко поранений в ногу. За рекомендацією Раєвського, який у листі Кутузову відзначив мужність Толстого , той отримав Орден св. Георгія 4-го ступеня (5 лютого 1815 року). Крім того, Толстой був знову реабілітований і отримав звання полковника. Після закінчення війни він остаточно звільнився зі збройних сил і оселився в Москві.