Известно, что генералиссимус Суворов-Рымникский, обращая внимание императора Павла I на Багратиона, называл его «величайшим генералом, достойным высоких степеней». Когда Багратион вернулся в Россию, он был назначен в награду шефом лейб-гвардии егерского батальона (развернутого в полк), которым оставался до своей смерти.
В военной кампании 1805 года, когда русская армия под командованием М.И. Голенищева-Кутузова совершала свой знаменитый стратегический Ульмско-Ольмуцкий марш-маневр, генерал Багратион возглавлял ее арьергард, на долю которого выпало больше всего испытаний.
Из них наиболее серьезным оказался бой 16 ноября 1805 года при Холлабрунне. Русскому 7-тысячному арьергарду противостоял передовой 40-тысячный корпус наполеоновской армии под командованием маршала Мюрата, опытного и смелого кавалерийского военачальника. Закрепившись на позиции у Холлабрунна (при Шенграбене), князь Багратион держался до тех пор, пока отходившие главные силы кутузовской армии не оказались на недосягаемом для французской армии удалении.
Хотя багратионовский арьергард понес в бою наравне с французами большие потери, особенно в артиллерии, свою задачу он выполнил. Только после этого арьергард оставил занимаемые позиции. Маршал Мюрат оказался бессильным в бою против русского пехотного генерала. Наполеон Бонапарт выразил тогда большое неудовольствие действиями своего прославленного маршала Франции, «главного в кавалерии».
Багратион сумел отбить все попытки французских войск, которыми командовали тогда лучшие наполеоновские военачальники, преследовать русскую армию, когда та, хотя и с большими потерями, сумела добиться успеха в нескольких упорнейших столкновениях. Кутузовский арьергард стал для неприятеля неодолимым препятствием, и императору французов пришлось это признать. Затем генерал Багратион отличился в битве при Шенграбене, проявив здесь завидную стойкость и решительность при отражении натиска французских войск.
Подлинное полководческое призвание пришло к Петру Ивановичу Багратиону после битвы при Аустерлице 2 декабря 1805 года, которую Наполеон считал «солнцем» в своей военной биографии. Армия французского императора насчитывала 75 тысяч человек. Его противники – 85 тысяч (60 – русских и 25 – австрийцев) и 278 орудий. Союзной армией формально командовал Кутузов, но в ходе сражения в его решения постоянно вмешивались российский император Александр I и австрийский император Священной Римской империи Франц II.
Багратион командовал войсками правого крыла союзной армии, которые длительное время стойко отражали все атаки французов. Когда победная чаша весов стала склоняться в сторону наполеоновской армии, почти окруженные войска Багратиона составили арьергард союзных сил, прикрыв собой их отход. Во многом благодаря этому император-полководец Наполеон не смог добиться «совершенной» победы, хотя к ней упорно стремился.