La nuit du 13 septembre il est à Beauport avec Montcalm. C’est Montbeillard qui devient commandant d'artillerie et remplace Le Mercier envoyé par Vaudreuil avec François Gaston de Lévis le 9 août pour défendre Montréal. Charles Saunders (amiral), feint un débarquement à Beauport et maintien les défenseurs en alerte. Montbeillard parcourt à cheval la ligne de canons, ainsi que les retranchements et est convaincu de pouvoir bloquer toute tentative de débarquement anglais. Au matin, la surprise est totale ; les Anglais sont sur les plaines. C'est à lui que Montcalm fait les remarques : "il faut passer à l'action ; l'ennemi se retranche, Bougainville n'entend-il pas le bruit des canons et de fusillades"?. Montbeillard participe à la Bataille des Plaines d'Abraham. Il obtient la croix de Saint-Louis. En 1760, il participe à la Bataille de Sainte-Foy et suit la remontée de l'armé anglaise vers Montréal.