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Dopo la serie di vittorie, i francesi vennero inaspettatmente sorpresi al primo mattino del 15 aprile dall'arrivo sul campo di battaglia di Dego della divisione austriaca del generale Joseph Philipp Vukasović proveniente dalla strada di Voltri e Sassello. La divisione del generale Massena venne colta completamente di sorpresa; le truppe erano disperse, impreparate e in parte disorganizzate dopo il saccheggio dei territori e solo pochi battaglioni erano ancora a Dego; l'attacco austriaco ebbe quindi successo. Dego venne riconquistata, i deboli reparti francesi si ritirarono nella confusione e lo stesso generale Massena venne sorpreso nella casa di una sua amante e dovette fuggire precipitosamente dalla città per evitare la cattura.
Il generale Bonaparte ricevette queste inattese notizie che crearono grande allarme al quartier generale francese; egli si recò subito sul postò per risabilire la situazione; il generale decise di contrattaccare con la divisione del generale Laharpe fatta affluire da Montenotte e con i reparti rioganizzati della divisione del generale Massena. La battaglia di Dego del 15 aprile continuò per due ore e si concluse con una nuova vittoria del generale Bonaparte; al costo di circa 910 morti e 1.200 feriti, i francesi riconquistarono Dego e le forze austriache vennero quasi completamente distrutte.
Nel momento critico della battaglia il generale François Lanusse dimostrò grande spirito offensivo e conquistò i rilievi sulla sinistra della città; nella battaglia si distinsero anche i generali Jean-Jacques Causse e Pierre Banel che rimasero uccisi durante gli scontri e il comandante di battaglione Jean Lannes che il generale Bonaparte promosse sul campo al grado di colonnello.
Dopo la vittoria definitiva a Dego il comandante dell'Armata d'Italia decise di concentrare rapidamente il grosso delle sue truppe contro i piemontesi del generale Colli; il generale Laharpe rimase al campo di San Benedetto Belbo, dove le truppe francesi rimasero per alcuni giorni controllando le forze austriache che il generale Beaulieu stava cercando di raggruppare ad Acqui e saccheggiando il territorio per superare le forti carenze di rifornimenti e di trasporti. Nel frattempo il generale Bonaparte diresse la divisione del generale Augereau verso Ceva da est, mentre il generale Sérurier da Garessio avrebbe dovuto attaccare da sud; i soldati del generale Augereau raggiunsero le alture di Montezemolo, mentre a sud i francesi occuparono l'altura di San Giovanni Murialdo. Tuttavia il generale Colli, ritenendo pericolosa la sua posizione a Ceva, decise di rinunciare a difendere la posizione, abbandonò il campo trincerato di Ceva, ripiegò dietro il Tanaro e il Corsaglia e prese posizione tra Mondovì e Madonna di Vico.
Il 17 aprile le truppe del generale Sérurier e del generale Augereau occuparono Ceva senza combattere e catturarono l'artiglieria campale piemontese che il generale Colli non aveva potuto evacuare; il generale Bonaparte raggiunse Ceva lo stesso giorno con il suo quartier generale e poté constatare la riuscita dei suoi piani. Le montagne erano state superate e dalle alture di Montezemolo i soldati e gli ufficiali francesi poterono vedere le vaste e ricche pianure piemontesi ormai aperte alla loro conquista; era improvvisamente crollato l'ostacolo delle apparentemente invalicabili catene montuose che "sembravano il confine di un nuovo mondo".
L'armata francese quindi attraversò subito il Tanaro e iniziò ad avanzare nella pianura; le limitate forze di cavalleria francesi al comando del generale Henri Stengel poterono essere finalmente impiegate, raggiunsero Lesegno il 18 aprile e perlustrarono il territorio all'avanguardia, mentre il generale Bonaparte si portò a sua volta qualche ora dopo a Lesegno con il suo quartier generale. Il comandante dell'armata riprese subito l'offensiva per sconfiggere definitivamente le truppe piemontesi del generale Colli che erano attestati dietro il Corsaglia.
Il primo tentativo di superare il Corsaglia non ebbe successo il 19 aprile; mentre il generale Massena attraversava il Tanaro a nord, il generale Sérurier cercò di avanzare per il ponte di San Michele a sud, ma il generale Colli, preoccupato per la debolezza della sua posizione, aveva deciso di ripiegare sull'ala destra verso Mondovì, riuscì a concentrare le sue forze a San Michele e respinse i francesi che dovettero abbandonare le posizioni momentaneamente conquistate. Il generale Bonaparte, dopo aver ipotizzato di attaccare subito il 20 aprile, decise di rinviare l'attacco al 21 aprile per riorganizzare le sue forze; dopo l'arrivo delle divisioni del generale Massena e del generale Augereau, il generale poté sferrare un attacco su tre colonne che prima avrebbero dovuto avanzare contemporaneamente da Lesegno, dal ponte di San Michele a sud e a nord verso Breo e quindi marciare su Mondovì.
Il generale Colli aveva cercato di rinforzare le sue difese con fortificazioni campali ma il 21 aprile la battaglia di Mondovì si concluse con la netta sconfitta dell'esercito piemontese; mentre i generali Massena e Augereau attraversavano il Corsaglia e attaccavano le posizioni nemiche, fu la divisione del generale Sérurier che sferrò l'assalto decisivo, sbaragliò le difese piemontesi e conquistò Mondovì. Il generale Sérurier guidò personalmente l'assalto alla baionetta dei suoi soldati che mise in fuga i nemici, la città e i depositi dell'armata piemontese furono occupati dai francesi. Nella fase di inseguimento dopo la battaglia cadde il generale francese Stengel che, distaccatosi in avanti con i suoi cavalieri, venne contrattaccato dalla cavalleria piemontese; infine l'intervento di tre reggimenti di cavalleria al comando del colonnello Murat sconfisse a sua volta il nemico che venne inseguito per alcune ore. I piemontesi avevano subito la perdita nella battaglia di Mondovì di 3.000 morti e feriti, mentre i francesi catturarono 1.500 prigionieri, otto cannoni e dieci bandiere.
Nel pomeriggio le truppe francesi vittoriose persero in parte la loro coesione e si abbandonarono a saccheggi e devastazioni che durarono per oltre 48 ore; il generale Bonaparte dovette intervenire personalmente per frenare le truppe e diramò un duro proclama di rimprovero per questi eccessi, mentre il 23 aprile inviò un dettagliato rapporto al Direttorio in cui lamentò la miseria dell'armata, illustrò le brillanti vittorie e anticipò la possibilità di richieste di sospensione delle operazioni da parte piemontese. Il 24 aprile scrisse anche un'altra delle sue quotidiane e appassionate lettere d'amore alla moglie.