Долго служил в Алжире. 13 января 1850 года произведен в бригадные, а 14 января 1853 года в дивизионные генералы.
Во время Восточной войны 1853—1856 годов командовал с 23 февраля по 26 сентября 1854 года сначала 1-й пехотной дивизией, затем, после смерти маршала Сент-Арно, принял 26 сентября главное командование над французской армией под Севастополем.
8-18 апреля 1855 года союзники предприняли мощную бомбардировку Севастополя. В результате большая часть оборонительных сооружений русских была разрушена. Однако штурма не последовало, командующие армиями союзников вели по телеграфу бесконечные споры со своими правительствами по поводу деталей операции. В результате взбешенный вмешательством в свои дела генерал Франсуа Канробер подал в отставку. 16 мая 1855 года он сдал главное командование генералу Пелисье, оставаясь при осадных войсках командуя 16 мая — 25 мая I-м корпусом, а с 21 мая по 1 августа 1855 года 1-й пехотной дивизией II-го корпуса Восточной армии.
C 1 августа 1855 по 18 марта 1856 года был адъютантом императора Наполеона III.
С 1 июня 1858 по 22 апреля 1859 года и с 10 марта по 14 октября 1862 года был Главнокомандующим Шалонским лагерем.
Во время австро-итальянской войны 1859 года с 22 апреля командовал III-м корпусом Итальянской Французской армии; оставаясь на должности командира корпуса до 10 марта 1862 года. 14 октября 1862 года получил в командование IV-й корпус.
С 22 июня 1865 года командир I-го корпуса и, одновременно 1-го Военного округа (Париж).
Во время франко-прусской войны 1870 года, с 17 июля 1870 года командовал VI корпусом Рейнской армии, 12 августа отказался принять общее командование Рейнской армией, и Главнокомандующим стал маршал Ф. А. Базен. Принимал выдающееся участие в боях около Меца, с 28 октября 1870 по март 1871 года был в плену до самого заключения мира.
После войны занимал пост члена Высшего военного совета Франции (6 октября 1872 — 11 марта 1874 года), был сенатором от департамента Шаранты (9 ноября 1879 — 7 января 1894 года).
Женат с 19 января 1863 года на Лили Флоре Макдональд (умерла 5 августа 1889 года) дети:
Его двоюродный брат — военный писатель дивизионный генерал Жан-Батист де Марбо