В 1763 году д’Эон вновь в мужском платье, получил назначение в Лондон. В его задачи входило установление контактов с британской аристократией путём кредитования их французским вином и разработка плана вторжения французов в Уэльс, для чего он ездил осматривать западное побережье страны.
Деятельность д’Эона была прервана назначением нового посла, графа де Герши, с которым шевалье не сошёлся характерами; дело могло окончится дуэлью, но этому помешала смерть посла. Всё посольство разделилось на партии сторонников и противников Шевалье, в нескольких случаях разногласия выносились на рассмотрение лондонского суда.
В 1764 году посол добился отстранения д’Эона от дел, однако последний, вступив в связь с другим экс-шпионом, Тевено де Морандом, написал королю письмо, в котором обвинял посла в попытке подстроить своё отравление. По-видимому, не без его участия лондонские издатели опубликовали в 1764 году переписку между агентами «Королевского секрета».
По всей вероятности, именно во время этого конфликта посольство стало распускать слухи о том, что отставной французский драгун на самом деле — женщина. Дело получило большую огласку, и в печати стали появляться карикатуры на д’Эона. В середине 1770-х этот вопрос постоянно обсуждался в прессе, дошло до того, что ставки на то, к какому полу принадлежит д’Эон, начали оформляться на Лондонской фондовой бирже. Согласно другой версии, д’Эона вынудили признать себя женщиной, чтобы у родственников графа Герши не было возможности бросить ему вызов, так как ни у кого не возникало сомнений об исходе поединка, — ведь д’Эон считался одним из лучших фехтовальщиков Европы. Прошло десять лет прежде чем смерть короля и роспуск «Королевского секрета» открыли д’Эону возможность вернуться на континент. В ходе переговоров с Бомарше (представлявшим интересы французского правительства) д’Эон потребовал, чтобы его признали женщиной и позволили носить женское платье. Получив от короля средства на соответствующее обновление гардероба, д’Эон в 1777 году вернулся на родину. С тех пор и до конца жизни шевалье звался мадемуазель де Бомон.
Последние годы мадемуазель д’Эон провела в нужде, деля жилище с некой мисс Коул. Умерла она в Лондоне в возрасте 81 года. Осмотревший её тело врач пришёл к выводу, что оно принадлежит мужчине, и подписал акт следующего содержания: «Настоящим подтверждаю, что осмотрел и вскрыл труп шевалье д’Эона и при этом обнаружил на его теле мужские гениталии, прекрасно развитые во всех отношениях». Термин «эонизм» долгое время использовался для обозначения трансгендерного поведения. Одно из первых в мире обществ трансвеститов носит имя Бомона.
