Барон Фердинанд Винцингероде в третий раз вернулся на русскую службу в мае 1812 года в чине генерал-майора, будучи вторично пожалован в генерал-адъютанты. В июне получил должность командира Обсервационного (наблюдательного) корпуса в Смоленске. Как таковой корпус сформирован не был.

Винцингероде стал в «грозу 12-го года» одним из зачинателей армейского партизанства. Когда армии Барклая-де-Толли и Багратиона соединились под Смоленском, он получает в командование «летучий корпус». Задача его состояла в поддержании связи Главной армии с 1-м отдельным корпусом Витгенштейна, борьбе с мародерами-наполеоновцами, грабившими селян, и в прикрытии санкт-петербургского тракта. Впрочем, Наполеон всерьез и не помышлял о походе от Москвы на столицу России: ему было уже не до таких пусть и авантюрных, но ответственных поступков в Русском походе.

Когда Наполеон занял Москву, отряд пополнился ратниками Тверского ополчения и стал называться «обсервационным корпусом», занявшим Тверскую дорогу на северную столицу. Партизанские действия велись активно мелкими партиями, которые рассылались к северу от Смоленской дороги. В сентябре за отличия производится в генерал-лейтенанты.

Узнав, что император французов при оставлении Москвы отдал приказ маршалу Мортье взорвать Кремль, Винцингероде под белым флагом парламентера явился к маршалу Наполеона «якобы для переговоров». Но вместо встречи с «военным губернатором Москвы и Московской провинции» неожиданно для себя на аванпостах был взят в плен гвардейцами Мортье.

В городе Верее барона представили императору Наполеону. Поскольку Винцингероде происходил родом из Гессена, Бонапарт приказал его расстрелять как подданного Рейнского союза. Русского генерала под конвоем трех жандармов отправили для суда в Вестфалию. Но тому повело: у местечка Радошковичи Минской губернии он был освобожден казачьей партией урядника Дудкина из партизанского отряда Чернышева.

Освобожденный из вражеского плена генерал-адъютант в ноябре прибыл в город на Неве, где предстал перед императором Александром I. Тот, обласкав вчерашнего пленника, пожаловал его за отличия в Отечественной войне орденом Святого Александра Невского.

С началом Заграничного похода К.И. Винцингероде назначается командиром 2-го пехотного корпуса. Получает чин генерала от кавалерии. В сражении при Калише наносит поражение саксонскому корпусу Великой армии. Высокой наградой за убедительную победу над союзниками императора французов стал орден Святого Георгия 2-й степени. Затем принимает участие в деле у Гросс-Гершена.

Осенью 1813 года командует русским корпусом в составе союзной Северной армии. Участвует в ряде сражений: при Лютцене (был награжден орденом Святого Владимира 2-й степени), Гросс-Берне, Денневице и в лейпцигской «Битве народов», в освобождении Голландии от власти Наполеона.

Кампания 1814 года началась для барона Винцингероде в рядах союзной Силезской армии под командованием прусского фельдмаршала Г.Л. Блюхера. Российский государь жалует его орденом Святого Владимира высшей, 1-й степени за принятие капитуляции французских войск, оборонявших Суассон. В сражении под Краоном командует кавалерией, при Лаоне – правым крылом союзных войск. После этого получает в командование 2-й резервный кавалерийский корпус.

В 1815 году генерал от кавалерии Ф.И. Винцингероде стал участником 2-го похода русской армии во Францию. После этого недолго (с июля 1817 года) командовал Отдельным Литовским корпусом. Скончался в Висбадене, где находился на лечении.