În teritoriile poloneze recapturate a fost înființat în anul 1807 Ducatul Varșoviei, care a fost în esență un stat satelit al Imperiului Francez. Dąbrowski a devenit dezamăgit de Napoleon, care i-a oferit recompense monetare, dar nici o poziție militară sau guvernamentală importantă. El a primit, de asemenea, medalia Virtuti Militari în acel an. În 1809 el a participat la luptele pentru apărarea Poloniei împotriva invaziei austriece, aflându-se sub comanda prințului Józef Poniatowski. Intrând în Armata Ducatului Varșoviei la scurt timp după Bătălia de la Raszyn (1809), a luat parte la primele faze ale ofensivei din Galiția și a organizat apoi apărarea Poloniei Mari. În iunie 1812 Dąbrowski a comandat Divizia 17 Infanterie (Poloneză) a Corpului V al Grande Armée, în cursul Campaniei din Rusia a lui Napoleon. Cu toate acestea, prin luna octombrie, Războiul Franco-Rus a luat sfârșit și forțele franceze, decimate de o iarnă severă, au trebuit să se retragă. Dąbrowski a fost rănit în dezastruoasa Bătălie de la Berezina de la sfârșitul lunii noiembrie a anului 1812, iar conducerea și tactica sa militară au fost criticate. După reorganizarea în martie 1813 a Grande Armée, el a comandat Divizia 27 Infanterie (Poloneză) a Corpului VIII. A participat cu această divizie în Bătălia de la Leipzig (1813), iar ulterior, la 28 octombrie, a devenit comandantul șef al tuturor forțelor poloneze rămase în serviciul lui Napoleon, succedându-i generalului Antoni Paweł Sułkowski.