Когда в 1815 году после битвы при Ватерлоо к власти во Франции вновь пришли Бурбоны, то Наполеон Луи отправился в изгнание. Он и его младший брат Луи-Наполеон Бонапарт поселились в Италии. Они придерживались либеральных взглядов и связались с карбонариями, которые боролись против австрийцев, контролировавших север Италии. 17 марта 1831 года при бегстве из Италии в связи с преследованиями карбонариев Наполеон Луи умер от кори в Форли (Папская область). Похоронен в Сен-Лё-ла-Форе (Франция).