Będąc w Brukseli, von Fersen opracował tajny kod, który pozwalał mu na bezpieczne korespondowanie z generałem Beaumontem oraz Marią Antoniną. alt=Axel von Fersen w 1793 roku|lewo|mały|Axel von Fersen w 1793 roku 2 sierpnia przybył do Wiednia, by omówić sytuację z Leopoldem II Habsburgiem, bratem Marii Antoniny. 27 sierpnia 1791 w Pillnitz Leopold podpisał wspólnie z Fryderykiem Wilhelmem II deklarację, obwieszczając tym samym, że sytuacja w jakiej znajduje się król Francji jest przedmiotem zainteresowania wszystkim europejskich mocarstw. Wspólnie uzgodnili, że swoje armie będą trzymać w interwencji na wypadek, gdyby inne kraje podjęły decyzję o udzieleniu im swojego wsparcia.
W grudniu 1791 przedstawił Beaumontowi inną możliwą metodę ucieczki dla rodziny królewskiej. Zakładał on, że król powinien uciekać przez las, a następnie drogą morską, natomiast Maria Antonina z dziećmi powinna być transportowana inną drogą razem z von Fersenem. Ze względu na bezpieczeństwo rodziny królewskiej Axel udaje się do Paryża w przebraniu, podając się za ministra królowej Portugalii. Bez trudu udaje mu się wjechać do Paryża i potajemnie dostać do Marii Antoniny i króla. W rozmowie z nimi przedstawił swój plan ucieczki, jednak Ludwik XVI nie wierzył w jego powodzenie. Tej nocy von Fersen po raz ostatni widział króla i królową żywych.