En 1800, à l’Armée du Rhin, la 54e demi-brigade se fait remarquer à la bataille d’Engen et au combat de Kirchberg, en Bavière. En 1803, elle devient le 54e Régiment d’Infanterie.
Pendant toute l’épopée napoléonienne, le 54e d’Infanterie conserve son nom. Il fait les campagnes de 1805, 1806 et 1807 au 1er Corps de la Grande Armée, commandé par le maréchal Bernadotte, et prend part aux batailles d’Austerlitz (1805), de Lubeck (1806) et de Friedland (1807). Au mois d’avril 1808, il se trouve à Berlin.
À partir de 1808, le régiment comprend 4 bataillons de guerre et un 5e bataillon de dépôt. Les 4e et 5e bataillons furent organisés à Maëstricht, où le dépôt resta pendant toute la durée de l’Empire. Avant de rejoindre le régiment, le 4e bataillon prend part à la campagne de 1809 en Autriche, particulièrement aux batailles d’Essling et de Wagram. En Espagne, de 1808 à 1813, le 54e combat partout vaillamment, notamment à Talaveyra (1809), au siège de Cadix (1810-1812) et à Chiclana (1811).
En mars 1813, il ne reste plus en Espagne que l’État-Major et le 1er bataillon du 54e ; les cadres des trois autres bataillons sont allés à Maëstricht reformer leurs bataillons. En fin de 1813, le 54e est dans la région de Bayonne.
Les trois bataillons reformés à Maëstricht sont incorporés dans des demi-brigades provisoires et font campagne en Allemagne.
Les ancêtres du 254e, les 5e et 6e bataillons, ce dernier créé en janvier 1814, sont employés à la défense de Maëstricht assiégé. En avril, ils rejoignent à Calais les autres unités du régiment.
L’État-Major et le 1er bataillon du 54e sont ramenés à Orléans en janvier 1814. À la bataille de Bar-sur-Aube, au combat de Saint-Gond le 54e accomplit « des prodiges de valeur ». Il prend part enfin à la bataille de Paris. En avril, tous ses éléments sont ralliés à Calais. Pendant les Cent Jours, le 54e attaque, puis résiste héroïquement à la Haie-Sainte, centre de la bataille de Waterloo.
