В сражении под Аустерлицем части Багратиона стояли на правом фланге союзных войск. Для союзников эта битва в целом окончилась поражением. Солдаты Багратиона смогли не только устоять перед натиском противника, но еще и прикрывать отступление расстроенной армии. За Аустерлиц Багратион был пожалован орденом Св. Георгия 2-й степени.
В войне 1806—1807 годов Багратион, можно сказать, традиционно командовал авангардными или арьергардными отрядами в зависимости от того, наступала или оборонялась русская армия.
16 января 1807 года русская армия под командованием Багратиона начала наступление в Восточную Пруссию с целью не допустить занятия французами Кенигсберга и Пиллау и нанести поражение изолированным корпусам Нея и Бернадота. Наполеон, узнав о движении русских войск, 1 февраля направил главные силы на север, пытаясь обойти левый фланг русской армии и отрезать ее от сообщений с Россией. Под прикрытием авангарда генерала Багратиона русские войска отошли к Прейсиш-Эйлау, где 7–8 февраля произошло крупное сражение. Попытка Наполеона обойти левый фланг русских войск была сорвана их упорной обороной. Последним сражением между русскими и французскими войсками в этой войне стало Фридландское сражение 14 июня. В ходе битвы левое крыло русских войск под командованием генерала Багратиона артиллерийским огнем и контратаками конницы отбило все атаки французских войск и обеспечило отход главных сил русской армии. Наполеону не удалось уничтожить русскую армию во Фридландском сражении, но ее поражение и большие потери, понесенные русскими войсками, заставили императора Александра I заключить в июле 1807 года Тильзитский мир.
В следующем, 1808 году Петр Иванович отправился на войну со Швецией. Командуя 21-й пехотной дивизией, он провел ряд удачных боев и занял города Таммерсфорс, Бьерсборг, Або, Вазу, а также Аландские острова.
17 сентября 1809 года в Фридрихсгаме был подписан мирный договор, по которому Финляндия и Аландские острова отошли к России. За отличное управление войсками во время русско-шведской войны 1808—1809 годов Багратион был произведен в генералы от инфантерии.
После окончания военных действий в Финляндии Багратион в июле 1809 года получил назначение в Молдавскую армию. Шла русско-турецкая война, и Молдавская армия сражалась на Дунае с войсками турецкого султана. Петр Иванович специальным приказом командующего армией генерал-фельдмаршала Прозоровского был назначен командиром главного корпуса армии. Еще до прибытия Багратиона генерал-фельдмаршал Прозоровский обратился к императору Александру I с просьбой назначить ему преемника, так как вследствие своего слабого здоровья он уже не мог управлять войсками. Александр I удовлетворил эту просьбу и разрешил Прозоровскому передать командование Молдавской армией Багратиону.
Приняв командование Молдавской армией, которая насчитывала лишь 20 тысяч человек, Багратион, не снимая осады Измаила, сумел за август месяц взять ряд городов – Мачин, Гирсово, Кюстенджи. В сентябре он разбил турок под Рассеватом и осадил Силистрию. Осада Силистрии не увенчалась успехом. В октябре русская армия была вынуждена снять осаду вследствие движения к Силистрии 50-тысячной турецкой армии. В столице действия Багратиона под Силистрией вызвали неудовольствие, и в феврале 1810 года главнокомандующим русской Дунайской армией был назначен генерал-лейтенант Н.М. Каменский.
В августе 1811 года Александр I назначил Багратиона командующим Подольской армией, находящейся на Украине. Весной 1812 года он был утвержден в должности главнокомандующего 2-й Западной армией, сформированной на базе Подольской армии.
Багратион разработал свой собственный план кампании 1812 года, который и предложил императору. В нем он рекомендовал принять неотложные меры для ограждения страны от внезапного нападения. Для подготовки русской армии к защите России он предложил провести ряд мероприятий по укреплению войск, расположенных на границе, созданию резервных группировок и баз снабжения армии продовольствием. Также он предлагал привести Балтийский флот в боевую готовность. Однако Александр утвердил план, составленный его военным советником бароном Фулем.
Отечественная война 1812 года началась с отступления 1-й и 2-й Западных армий, которые двигались на соединение. С тяжелыми боями к концу июля армия Багратиона вышла к Смоленску и соединилась с 1-й Западной армией, тем самым сорвав надежды Наполеона на разгром русских поодиночке. Под Смоленском Багратион предлагал дать французам генеральное сражение, но армия продолжила отступление и двигалась по направлению к Москве.