不到半年,即一八一二年夏天,已加冕為皇帝的拿破崙一世未經宣戰便入侵俄國,不滿二十歲的彭賽列以工兵部隊中尉的身分隨軍前往。起初,快速推進的法軍迫使俄軍嚮後撤退。與此同時,俄軍也展開積極防禦,雙方均有不少傷亡。八月二十日,沙皇亞曆山大一世任命庫圖佐夫(M. I. Kutuzov)為俄軍總司令,戰事隨後升級。九月十三日,在一次大會戰中消滅近六萬法軍後,俄軍有計畫地撤齣瞭莫斯科。
在獄中,彭賽列利用取暖的木炭在牆上作圖,探索幾何問題。由於手邊沒有參考資料,他便從最基本的理論開始研究,充分利用牢獄時光,也大大發揮瞭數學的自由本性,隻要一張紙和一枝筆便可展開豐富聯想,隻不過他的筆和紙比較特殊。彭賽列先著手研究純理論性的解析幾何,隨後研究圓錐麯綫的投影性質,獨創中心投影法,也就是從投射中心齣發,讓投射綫交匯於一點的投影法,這是今日 3D 投影的齣發點,更是彭賽列成為一名數學傢的轉捩點。