Биографы великих князей высоко оценивали их деятельность по совершенствованию обороны Севастополя: «Много потрудился здесь августейший генерал-фельдцейхмейстер над вооружением батарей, возводившихся под руководством его августейшего брата, генерал-инспектора по инженерной части» [96] .
В разгар боев за Севастополь пришло известие о кончине императора, и великие князья убыли в столицу. Здесь с вступлением на престол их старшего брата Александра каждый из них получил новое назначение по службе. Михаил Николаевич вошел в состав Государственного совета, а также стал шефом еще нескольких воинских частей, в том числе лейб-гвардии конно-легкой батареи, в списках которой он числился с первого года своей жизни. В январе 1856 г. он уже не номинально, а фактически стал у руля российской артиллерии, и прослужил в должности генерал-фельдцейхмейстера более 50 лет. Он стал также почетным президентом Михайловской артиллерийской академии и попечителем Офицерской стрелковой школы. Кроме того, в течение нескольких лет возглавлял главное управление военно-учебных заведений.