Fra sommeren 1809 var han tilbake i Napoleonskrigene som general over infanteriet og bidrog vesentlig til den russiske framgangen i slagene ved Smolensk og Borodino i 1812. I det siste av disse ledet han det hårdnakkede forsvaret av de såkalte Bagrationskansene som byttet eier flere ganger i løpet av slaget. Ved dette slaget ble Bagration så alvorlig såret at han døde rett etter. Hans levninger ble flyttet 5. juli 1839 til heltesminnesmerket i Borodino der tsar Nikolai I reiste et monument over ham. Hans grav ble imidlertid ødelagt under andre verdenskrig.