В сентябре армии соединились и заставили Шварценберга поспешно отступить к Бресту. Вскоре командование над соединёнными армиями перешло к адмиралу Чичагову, а Тормасов был отозван в главный штаб, где на него было возложено внутреннее управление войсками и их организация. Тормасов участвовал в сражениях под Малоярославцем, Вязьмой, Красным. В середине декабря Кутузов поручает Тормасову преследование отступающих австрийцев и саксонцев: «Ваше Высокопревосходительство, не оставьте идти за ними по следам». С Главной армией Тормасов переходит границу Империи в декабре 1812 года. В Отечественную войну 1812 года единственным кавалером ордена Св. апостола Андрея Первозванного стал генерал А. П. Тормасов, получив его за отличие в сражении при Красном. Когда Кутузов, за болезнью, остался в Бунцлау, Тормасов временно принял главное командование над армией.