Konungen begärde vidare i ovannämnda brev, att till honom skulle avsändas ett bud med ytterligare uppgifter om resrouten.
Redan följande dag sände Bouillé greve de Choiseul som budbärare till konungen. Denne borde avresa från Paris 12 timmar tidigare än konungen samt vid ankomsten till Pont-de-Sommevelle övertaga kommandot över de där förlagda husarerna, invänta konungen och eskortera honom till Sainte-Ménehould.
Den 13 juni lämnade Bouillé Metz under förevändning att inspektera fästningarna vid gränsen till Luxemburg och uppgivande att en österrikisk aktion var att förvänta i den närmaste framtiden, samlade han en del tyska och schweiziska trupper i Montmédy. I Longvy nådde honom den 15 juni underrättelsen att flykten yttermera uppskjutits med ett dygn, alltjämt för samma demokratiska kammarjungfrus skull, som man tyckes haft svårt att avlägsna — det berättas om henne att hon var väninna till chefen för slottsgardet — och att den sålunda skulle försiggå först natten mellan den 20 och 21 juni. Bouillé insåg till fullo vilka olägenheter härigenom åter förorsakades. Det var utan tvivel ägnat att väcka misstankar, i fall truppernas vistelse på de olika orterna förlängdes, och de livsmedel som anskaffats hade därtill även beräknats endast för några dagar; dessutom erbjöd det stora svårigheter att om dröjsmålet underrätta de olika leden i den kedja, som knutits kring konungens väg. Sålunda blevo Choiseuls i Sommevelle förlagda husarer eller den yttersta förposten i vaktkedjan ej underrättade om uppskovet, ej heller den officer som bevakade hästombytet i Varennes. Huru ödesdigert detta uppskov var, skulle senare visa sig. En annan samtidig nyhet var, också den, ägnad att göra honom betänksam, nämligen att konungaparet i sista ögonblicket beslutat sig för att i stället för den säkre och resvane person, markis d'Agoult, som Bouillé rekommenderat, såsom den sjätte i resvagnen medtaga de kungliga barnens guvernant madame Tourzel, som säges yrkat därpå, emedan hon vid tillträdandet av sin befattning avlagt en högtidlig ed att aldrig frivilligt skiljas från "les enfants de France". Så skulle då dessa opraktiska och vid faror ovana människor lämnas åt sig själva under största delen av ett äventyr, som främst krävde klokhet och djärvhet!
Den 20 juni skyndade sig Bouillé att vidtaga sina sista avgörande mått och steg. Han begav sig till Stenay och dagen därpå samlade han samtliga där förlagda officerare samt meddelade dem i största hemlighet, att konungen troligen under nattens lopp skulle passera Stenay och i morgongryningen vara i Montmédy. Han anbefallde general Klinglin att begiva sig till Montmédy för att på angiven plats samla trupperna i ett läger, så stort att det kunde rymma alla de trupper, som från olika håll skulle förenas där, samt anvisade honom ett slott i närheten, vilket borde göras i ordning för att emottaga den kungliga familjen. Det kungliga tyska regementet lämnades under general Hoffelizes befäl i Stenay, men skulle med hästarna färdigsadlade stå redo att marschera mot Montmédy tidigt på morgonen. Ett detachement om 50 hästar av detta regemente förlades dessutom mellan Stenay och Dun för att där vara konungen till möte. Goguelat erhöll i uppdrag att överbringa konungens befallningar till de kommenderande officerarna. Greve de Damas åter fick befallning att begiva sig med 50 husarer från Varennes till Pont-de-Sommevelle, samt att vänta där den 21 och att, strax efter det den kurir anlänt, som skulle rida före konungen, bege sig därifrån för att meddela konungens eventuella order till de trupper som befunno sig på vägen och som man förut ej vågat anförtro ändamålet med deras samlande. Goguelat skulle dessutom placera skjutshästarna i Varennes utanför staden på den sida, därifrån konungen skulle komma, och själv invänta honom där. Så snart konungen infann sig, skulle han därifrån med Bouillés yngre son och en annan ung officer, vilka i förväg skulle bege sig till platsen, sända bud härom till denne. Själv skulle Bouillé vänta mellan Dun och Stenay med ett ombyte av hästar och ett detachement av det kungliga tyska regementet, vilket skulle följa konungen till Montmédy, där regementet i dess helhet senare skulle infinna sig. Efter att ha givit noggranna order om huru trupperna borde uppföra sig i fall konungen skulle lyckas resa inkognito och hurusom de, i fall han mot förmodan bleve häktad, borde med våld försöka rycka konungen ur angriparnas händer, begav sig Bouillé från Stenay till Dun. Enligt hans uträkning skulle Ludvig XVI nå Dun mellan klockan 2 och 3 på natten och ungefär en timme tidigare kunde man vänta den kurir, som man skulle använda såsom förridare.
Det var med ångest i hjärtat som Bouillé nu, ensam sittande till häst hela natten, bidade tiden utanför Duns stadsportar — han vågade sig nämligen ej in i staden av fruktan för att bli igenkänd och misstänkt. Men när klockan blev 4 och dagen grydde utan att han hört något, red han utom sig av oro tillbaka till Stenay, som låg en halvtimmes väg från Dun. En dyster aning sade honom att alla hans månadslånga ansträngningar varit förgäves och att denna natt störtat både konungen och hans trogna i olycka. Utanför Stenay fick han av några officerare bekräftelse på att flykten misslyckats. De kommo från Varennes, och visste berätta att konungen av en postmästarson blivit igenkänd i Sainte-Ménehould, att denne skyndat till Varennes och där angivit konungafamiljen och att konungen med sitt följe blivit arresterad i Varennes klockan halv 11 på kvällen. På sin häpna fråga huru en sådan utgång hade varit möjlig i trots av alla gjorda anstalter, erhöll Bouillé upplysningen att hans i Varennes, Clermont och andra orter förlagda trupper hade avfallit och ej gjort sin plikt — att folket överallt i trakten hade gripit till vapen mot de kungliga trupperna och att de fått hjälp av alla nationalgarden som voro förlagda i Varennes. Det hela hade sålunda tagit en fatalare vändning än någon kunnat förutse.
Bouillé förlorade emellertid icke fattningen utan försökte i hast samla sina trupper för att i spetsen för dem tåga till Varennes. "Jag försäkrade mig", berättar Bouillé, "om det kungliga tyska regementet, som utgjorde min pålitligaste styrka, och ställde mig i spetsen för detsamma för att befria konungen och under hans färd till Montmédy bereda honom ett skydd mot staden Stenay, som var opålitlig, och sedan, som var ännu farligare på grund av den anda som rådde bland den mycket täta befolkningen och i garnisonen, där ett särdeles dåligt regemente var förlagt; jag gav därför det kungliga tyska regementet order att hastigt stiga till häst och befallde general Klinglin att tåga mot Stenay med två skvadroner, samt att stanna där; jag sände dessutom till Dun en bataljon av det tyska Nassau-regementet, som låg i Montmédy för att betäcka den mycket viktiga passagen mot Meuse, och gav Schweizer-regementet Castella, som var på väg till Montmédy, order att tåga mot Stenay. Dessutom befallde jag en del av den skvadron husarer, som var förlagd i Dun, samt det detachement av kungliga tyska regementet som befann sig mellan Dun och Stenay att i språngmarsch skynda till Varennes för att åtminstone försöka hindra nationalgardena i trakten att förena sig med dem i själva staden. Befälet över denna skvadron husarer hade emellertid ej väntat på order, utan tågat åstad, så snart man erhållit underrättelsen om konungens häktning."
Den verksamhetsiver Bouillé i detta ögonblick utvecklade, kunde emellertid ej ensam föra till resultatet — redan den omständigheten att man i Varennes dröjt flere timmar med att underrätta honom om konungens arrestering hade försvårat möjligheten Lill undsättning. Därtill kom, att trupperna icke så snabbt som Bouillé önskat efterkommo hans befallningar. "Jag väntade på det kungliga tyska regementet", skriver Bouillé, "som emellertid fördröjde sig trekvarts timme innan det begav sig ur staden, fastän jag kvällen förut hade givit order om att det skulle vara färdigt att stiga till häst före Förgäves", fortsätter han, "sände jag min äldre son till befälhavaren fem eller sex gånger för att skynda på honom, jag kunde ej företaga något utan detta regemente, vilket jag måste vara säker på, och jag medger att jag ej litade på någon annan än mig själv för att föra det ur staden."
När Bouillé en kvart över nio på den bergiga vägen från Dun närmade sig Varennes, erhöll han av en skvadron soldater, anförda av Deslons, det sista förkrossande budskapet: konungen och hans familj — hade och det blott en och en halv timme före Bouillés ankomst — blivit av tre medlemmar av nationalförsamlingen återförd till Paris. Deslons hade själv i Vareanes talat med konungen och låtit honom veta att Bouillé snart skulle infinna sig till hans räddning. "Jag är fången", hade konungen svarat, "jag kan ej ge några order. Säg M. Bouillé att jag är rädd för att han ingenting kan göra för mig, men jag är honom tacksam för hans bemödanden." Deslons, som var elsassare, hade också försökt tilltala drottningen på tyska, men hon hade låtsat som om hon ej hörde honom. Deslons visste även berätta att greve de Choiseul, Goguelat och greve de Damas voro häktade. De två förra hade anlänt till Varennes en halvtimme efter konungen, övergivna av sitt folk, som gått över till nationalgardet. Damas åter hade kommit åtföljd blott av två eller tre officerare, då alla de övriga i sista stund vägrat att följa honom. De flesta trupper hade gått över till nationalgardet, och upphetsningen var så stor att garnisonerna i Metz och Verdun redan voro på väg för att, om så påfordrades, leverera drabbning med de kungliga trupperna.
Bouillé kunde sålunda konstatera att hans order ej följts eller icke kunnat följas. En av huvudorsakerna var säkerligen det olycksaliga uppskjutandet i sista stund med konungens avresa. Bouillé hade nu intet annat val än att med sina ännu trogna trupper retirera till Stenay. Men när han på sin väg nåddes av underrättelsen, att stadsstyrelsen i Stenay hade givit order om att häkta honom, lämnade han i hemlighet trupperna och flydde med sina söner och närmaste vänner över franska gränsen till Luxemburg. Flykten gick utan större svårigheter, endast vid gränsen försökte man spärra vägen. Bouillé och hans vänner lyckades dock, enligt vad han själv berättar, genom avlossandet av några skott skrämma bort sina förföljare.
Den med så mycken uppoffring och så mycken hängivenhet ordnade flykten, vilken konungen och hans trogna hade tänkt sig som utgångspunkten för en omvandling av Frankrikes och sitt eget öde, hade sålunda totalt misslyckats, och den man som under månader hade lagt sin själ i att arbeta för dess framgång, var nu dömd till evig landsflykt.