Una volta imperatore, Napoleone lo richiamò sul campo di battaglia: Larrey parteciperà alle battaglie di Ulma e Austerlitz, Polonia, Spagna, Wagram (dopo la quale ricevette da Napoleone il titolo di barone e un introito di 5000 franchi) e Russia. Proprio in Russia, durante la terribile battaglia di Eylau del 1807, Larrey ebbe l'obbligo di stabilire il suo quartier generale a un centinaio di metri dalla mischia, dentro stalle dai tetti sfondati, aperte ai venti e alla neve che cadeva in maniera consistente. I feriti arrivavano a centinaia, dormivano sui resti di paglia cosparsi di neve e gli strumenti sfuggivano alle mani dei chirurghi assiderati dal freddo. Ma Larrey attingeva dalla sua filantropia un ardore smisurato, rimaneva in piedi da solo, attivo, infaticabile in mezzo alle grida di sofferenza. Passava da un ferito all'altro, da un'amputazione a una sutura, da una sutura ad una medicazione, da una medicazione all'estrazione di una pallottola. Ma qui all'improvviso l'ala destra dell'esercito nemico riuscì quasi ad aggirare l'ala sinistra dell'esercito francese e una colonna russa minacciò di precipitarsi sull'ambulanza, suscitando disordine tra i feriti che cercavano di scappare e di trovare una via di fuga. In questo contesto, Larrey cercò di ristabilire l'ordine affermando che lui e i suoi compagni erano pronti a morire piuttosto che lasciare la loro postazione e utilizzò un plotone di soldati-infermieri per ristabilire l'ordine e continuare le cure dei feriti finché la cavalleria francese non ridusse il pericolo. Il 12 febbraio 1812 Larrey venne nominato capo chirurgo della Grande Armata alla quale rimase legato sino alla fine, partecipando anche alla disastrosa campagna russa che vide decimato l'esercito francese a causa delle ferite e delle condizioni climatiche avverse. Verso le tappe finali della campagna infatti, alle porte di Mosca 600000 uomini forniti di 2000 pezzi di artiglieria si massacrarono su un miglio quadro di terreno: i Russi persero circa 30000 uomini, la Francia circa 20000. Larrey, privo dei suoi chirurghi e delle casse delle ambulanze che erano rimaste a Smolensk, cercò di riportare l'ordine stabilendo la sua ambulanza generale al centro della linea di battaglia, dove passarono ben due terzi dei feriti, praticando durante le prime 24 ore più di duecento amputazioni di uno dei due membri nonostante mancassero garze, coperte, forniture, uccidendo i cavalli per il nutrimento dei feriti, la cui maggioranza morì più tardi durante la ritirata. La gratitudine dei soldati nei suoi confronti fu evidente soprattutto durante il passaggio della Beresina: Larrey, prima della distruzione dei ponti, si trovava già al sicuro sull'altra riva quando si accorse di aver dimenticato le casse con gli strumenti chirurgici necessari per i feriti. Quando ritornò sull'altra sponda, uno dei due ponti fu disfatto e la folla, sospinta dal fuoco nemico, si precipitò disordinatamente sul ponte rimasto: fu proprio grazie ai soldati che Larrey riuscì a salvarsi, essendo trasportato di mano in mano sul ponte, poco prima della caduta di quest'ultimo.