Дохтурову, как и другим генералам, много времени приходилось отдавать продовольственному обеспечению своих войск, так как армия плохо снабжалась провиантом. Но основные силы Дохтуров направлял на то, чтобы обучить солдат рассыпному строю, стрельбе, рукопашному бою. В этом немалую помощь оказывали ему не только опытные офицеры, но и суворовские ветераны, обучавшие новичков. Эти уроки не пройдут даром, за что впоследствии солдаты будут особенно признательны своему командиру.
Русские войска шли на соединение с союзной австрийской 46-тысячной армией под командованием генерала Макка. Но к тому времени, когда Кутузов был уже поблизости, войска Макка сдались без боя. Это случилось 7 октября 1805 года около городка Ульм. В этот же день Кутузов утвердил план возможного генерального сражения, намеченный им несколько дней ранее. Уже здесь Кутузов проявлял огромное доверие Дохтурову. Он предписывал: «Во время дела противу неприятеля, ежели вся пехота будет действовать вместе, то командовать обоими флангами старшему генерал-лейтенанту Дохтурову». Однако Кутузову удалось избежать генерального сражения с многократно превосходящими силами французов. Началось планомерное отступление от Браунау до Кремса, которое продолжалось около месяца. Солдаты были голодные и раздетые. Но от союзной армии уже никто не ждал помощи. «Мы идем по ночам, мы почернели… офицеры и солдаты босиком, без хлеба. Какое несчастье быть в союзе с такими негодяями, но что делать!..» — возмущался Дохтуров в письме к жене.
Отступление осуществлялось по правому берегу Дуная, по прибрежной полосе шириной метров в 200–300, обрамленной с левой стороны Дунаем, с правой — лесистыми горами. Арьергардом командовал Багратион и настолько удачно, что французы так и не сумели нанести нашей армии сколько-нибудь существенного урона.
Наполеон послал вперед корпус Мортье, чтобы он вступил в Кремс раньше русских и перекрыл им путь через Дунай. Узнав о движении корпуса Мортье к Кремсу, Кутузов ускорил темп, и русские войска перешли мост, когда Мортье только подошел к Кремсу.
Кутузов увидел, что корпус Мортье оказался в весьма невыгодном положении. Он послал Дохтурова с его дивизиями в тыл и фланг корпуса Мортье, а Милорадович должен был обрушить удар с фронта. Крутым лесистым склоном Дохтуров провел свои войска, оставил в горах бригаду генерал-майора А. П. Урусова, чтобы он перекрыл отход Мортье через горы, а сам с оставшимися полками зашел в тыл французам. 6-й егерский полк устремился в штыковую атаку, французы не выдержали и отошли к деревне Лоим, где заняли удобную позицию. Затем Мортье предпринял против Дохтурова кавалерийскую контратаку и сумел приостановить наступление.
Дохтуров послал бригаду генерал-майора К. К. Уланиуса обойти неприятеля и атаковать его с фланга в то время, когда с фронта начнет наступать Московский полк. Уже затемно Дохтуров сам повел Московский полк в атаку. Одновременно ударил в тыл и фланг Уланиус. Во французских войсках возникла паника. Некоторые части попробовали вырваться через горы, но здесь преградил им путь генерал-майор Урусов. Завершили операцию полки Милорадовича. Самому же маршалу Мортье с трудом удалось в числе немногих переправиться через Дунай.
Дохтуров докладывал об этом сражении Кутузову: «Все три батальона Московского мушкетерского полка, составлявшие первую линию, грудью шли вперед, исполняя во всей точности мои приказания… Неприятель нестрашим наступлением линии был опрокинут, а две его пушки гренадерским батальоном Московского мушкетерского полка под командою майора Шамшева взяты…» По сообщению Дохтурова, «в полон взято штаб- и обер-офицеров и нижних чинов до двух тысяч человек». Кроме того, было захвачено два французских знамени. В этом сражении Дохтуров сумел показать себя не только исполнителем воли командующего и бесстрашным воином, но и прозорливым военачальником, умеющим мыслить стратегически.
Здесь Наполеон понял, что перед ним хотя и немногочисленная армия, но состоит она из мужественных и неустрашимых солдат, которыми командуют талантливые полководцы. Несмотря на старание Наполеона навязать русским генеральное сражение, Кутузову все же удалось соединиться с корпусом Буксгевдена и изменить соотношение сил в свою пользу.
К этому времени в армию прибыли Александр I и австрийский император Франц. Александр I жаждал славы победителя Наполеона, и союзные войска, начиная с 15 ноября, стали искать сражения. Наполеон же отводил войска, подыскивая удобную для сражения позицию. Такой позицией и стало вскоре поле Аустерлица.