Et forsøk på å få Carnot anklaget for delaktighet i skrekkveldet slo feil, og da den nye regjeringsformen trådte i kraft, ble Carnot leder av Direktoriet. I 1797 gjorde Carnot seg særskilt til talsmann for en moderat innenrikspolitikk og ble av den grunn mistenkeliggjort av sina kolleger for rojalisme. Han ble sammen med Barthélemy utelukket fra direktoriet samme år ved statskuppet 18. fructidor og flyktet fra landet.