Между тем Дюмурье, согласно задуманному им плану, вторгся в Голландию. Голландцы приняли его лучше, чем бельгийцы. Народ встречал французов с восторгом, как своих освободителей от оранско-английского гнета. Французский генерал быстро завоевал Голландию и вскоре завладел бы ею окончательно, так как наместник действовал крайне медленно и неловко. Но в то время, как Дюмурье занял Бреду и Гертруйденбург, австрийцы вторглись с северо-востока в Бельгию. Дюмурье оставил в Бельгии своего подчиненного, американца Миранду, бывшего восторженным поклонником Лафайета. Клерфэ, командовавший австрийцами, разбил сначала у Аахена французского генерала Мязинского, которому пришлось расплатиться за свои ошибки на эшафоте. Затем был также разбит Миранда, осаждавший Маастрихт. Таким образом, враг стал угрожать Дюмурье с тыла, и французский генерал должен был быстро выступить из Голландии. Соединившись с остатками войск Миранды, отважный Дюмурье решил поставить все на карту, и 18 марта 1793 года у Неервиндена дал австрийцам сражение. Во главе австрийских войск стояли Клерфе и молодой эрцгерцог Карл Австрийский, впервые проявивший в этой битве свои блестящие таланты. Дюмурье передал командование левым крылом неспособному Миранде. Но Миранда был отброшен австрийцами; его войска, несмотря на свое численное превосходство, были рассеяны, так что правое австрийское крыло могло броситься на Дюмурье, собиравшегося в этот момент обойти неприятеля. Теперь Дюмурье должен был отступить, так как враг был значительно сильнее его. Однако его потом упрекали в том, что он недостаточно сильно сопротивлялся врагу и что он нарочно дал себя побить из ненависти к республике. Он потерял в этой битве 7000 человек и большую часть своих орудий и должен был очистить Бельгию, которую он, таким образом, утратил в одной этой битве. Эта битва была не менее чревата последствиями, чем битва при Жемаппе.
После этого Дюмурье открыто выступил против конвента. Уже до битвы при Ноервиндене он отправил конвенту письмо, полное угроз и жалоб на якобинцев. Теперь же он написал второе еще более угрожающее письмо. Якобинцы давно уже стали недоверчиво относиться к Дюмурье, благодаря нападкам на него со стороны Марата, теперь они отправили трех членов своего клуба для того, чтобы те наблюдали за генералом, который к этому времени снова сблизился с жирондистами. Вступив в сношения с жирондистами, Дюмурье в то же время завязал переговоры с австрийским генералом Маком. Он заключил с австрийцами перемирие, во время которого он хотел двинуться на Париж и выступить против конвента с целью восстановления конституции 1791 года и провозглашения королем герцога Шартрского. Теперь он уже не скрывал больше своих планов. На вопрос якобинских послов Дюбюиссона, Проли и Перейра о его намерениях он ответил, что конвент представляет собою собрание двухсот разбойников и шестисот дураков и что учреждение революционного трибунала не должно быть терпимо. «Вы не признаете конституции?» – спросил Проли. «Новая конституция слишком глупа», – ответил Дюмурье и заявил, что он хочет восстановить королевскую власть и конституцию 1791 года. Тогда конвент отправил четырех комиссаров Банкаля, Камю, Кинетта и Ламарка вместе с военным министром Бернонвиллем в лагерь Дюмурье в Сент-Амане; эти комиссары должны были пригласить Дюмурье в конвент, а в случае отказа сместить его. Ко времени появления комиссаров в лагере Дюмурье уже настолько успел сговориться с австрийцами, что окружил себя стражей из австрийских гусаров. Со своим другом Бернонвиллем он обошелся очень вежливо, но с комиссарами он обращался крайне надменно. Он отказался повиноваться постановлению конвента, звавшего его в Париж, и ушел от комиссаров. Но те пошли за ним к его генеральному штабу. Камю обратился к генералу в присутствии его офицеров со следующим вопросом: «Повинуетесь ли вы конвенту или нет?» – «Нет», – ответил Дюмурье. «В таком случае вы смещены, – воскликнул Камю, – ваши бумаги будут опечатаны, вы же арестованы». – «Ну, это уже слишком сильно! – воскликнул Дюмурье. – Сюда, гусары!» Таким образом этот изменник велел австрийским гусарам арестовать комиссаров и передал их австрийцам, у которых они долгое время находились в постыдном плену. Вместе с ними был арестован также Бернонвилль. «Таким путем, – сказал ему Дюмурье, – я вырываю вас из рук революционного трибунала».
Эта бесчестная измена возмутила офицеров армии. Преданный конвенту Данпьер стал во главе противников главнокомандующего подобно тому, как это некогда сделал сам Дюмурье после отложения Лафайета. Некоторое время армия не проявляла своего отношения к событиям, но, когда декрет конвента объявил генерала стоящим вне закона, войско гневно отреклось от изменника. Он еле-еле успел ускакать в австрийский лагерь, сопровождаемый австрийскими гусарами, герцогом Шартрским и другими заговорщиками и напутствуемый выстрелами и проклятиями французов. Этим закончилась его политическая и военная карьера. Командование войсками перешло к Данпьеру.