С началом Отечественной войны Бологовский был снова принят на службу, с прикомандированием к Московскому пехотному полку. После Бородинской битвы он заступил место раненного начальника штаба 6-го корпуса полковника Монахтина и, оставаясь в этой должности до окончания войны, управлял штабом сначала 6-го корпуса, а затем корпуса генерала Дохтурова. Отличился в сражении при Малоярославце, получив орден Св. Анны 2-й степени.