Il servit sous Dumouriez (1792-1793), et donna sa démission de capitaine du génie à la nouvelle de la mort de Louis XVI ; mais la lettre de démission fut retirée par lui, en raison des revers éprouvés par l'armée au même moment. Il servait déjà en qualité de chef de bataillon à l'armée du Nord, lorsque sa brillante conduite, à la prise de la citadelle d'Anvers, le fit nommer en 1793 commandant du génie sous Pichegru et directeur des fortifications. En , il obtint le grade de général de brigade pour récompense des services qu'il avait rendus aux attaques de Courtrai et de Ménin, ainsi qu'aux sièges de Nimègue () et d'Ypres (1794). Ce fut Dejean qui réunit secrètement en Hollande les bateaux et les agrès nécessaires pour tenter le passage du Rhin que Kléber effectua avec un succès complet dans la nuit du 5 au , au-dessus de Düsseldorf. L'habileté et les talents qu'il déploya dans cette circonstance lui valurent le grade de général de division ().