После заключения мира Михаил Семенович командовал русским оккупационным корпусом во Франции, оставив в сердцах французов добрый след о себе, как о блестящем генерале и гуманном человеке. Немаловажный для его характеристики факт: при возвращении корпуса на родину в 1818 г. он из личных средств заплатил все долги, имевшиеся у русских офицеров во Франции и составившие полтора миллиона рублей.
В 1823 г. Воронцов был назначен новороссийским и бессарабским генерал-губернатором. Это — особая страница в его биографии. Именно тогда, — а он оставался губернатором до 1844 г. — Михаил Семенович заработал сколь нелестную, столь и, как представляется, запальчивую и потому несправедливую характеристику от великого поэта.
Хорошо известно, что Пушкин испытывал романтические чувства к жене Воронцова — Елизавете Ксаверьевне. Это была, действительно, женщина редкого обаяния. Вдовствующая императрица Мария Федоровна говорила, что выдающийся характер сочетается у нее с прелестью красоты и ума, и того человека, который соединит с ней свою судьбу, она сделает счастливым. Таковым стал Воронцов, незадолго до кончины он признался, что женитьба на Елизавете Ксаверьевне дала ему за почти 40 лет совместной жизни много счастья.
Административная деятельность Воронцова по обустройству Новороссийского края оставила его имя в истории русской культуры. Им были приняты меры к заселению и хозяйственному освоению пустынных земель, получила широкое развитие внешняя торговля через порты Азовского моря, Одесса по своему промышленному значению превратилась в южную столицу России. Город украсился великолепными зданиями, построенными по проектам известных архитекторов. Приморский бульвар с портом соединила знаменитая лестница. А для себя на Южном берегу Крыма Воронцов устроил поэтическую Алупку.
Продолжая заниматься гражданским управлением края, он в чине генерала от инфантерии успел принять важное для армии участие в войне с Турцией 1828–1829 гг. Дело в том, что возглавивший осаду крепости Варна генерал А.С. Меншиков (правнук петровского генералиссимуса А.Д. Меншикова) получил жестокую контузию и Николай I, находившийся в это время в Одессе, поручил штурм именно Воронцову. Тот жесткой рукой взялся за организацию осады, и через 40 дней 29 сентября 1828 г. Варна пала. Николай, прибывший к войскам, лично вручил полководцу золотую шпагу в бриллиантах с надписью «За взятие Варны», а в следующем году удостоил его ордена Св. Андрея Первозванного.
В 1844 г. по предложению императора Михаил Семенович объединил в своем лице ранее находившуюся в разных руках военную и гражданскую власть на Кавказе, который из-за давно уже длившейся войны с горцами был поистине больным регионом России. Он стал здесь наместником и главнокомандующим отдельным Кавказским корпусом. «Я стар и становлюсь дряхл, боюсь, что не в силах буду оправдать ожидания царя, но русский царь велит идти, и я, как русский, осенив себя знамением креста Спасителя, повинуюсь и пойду», — был ответ 62-летнего генерала на предложение Николая.
Новому наместнику были предоставлены чрезвычайные полномочия. Ему предстояла действительно трудная задача — восстановить потрясенный Шамилем авторитет русского оружия. Для начала он проинспектировал левый фланг Кавказской линии, войска которой готовились к походу против имама, осмотрел укрепления Сунженской линии, Назрани, крепости Грозная, обозрел Северный Дагестан. И только после этого, уверившись в надежности тылов, 31 мая 1845 г. Воронцов выступил во главе войск в знаменитую Даргинскую экспедицию (
Преодолев необычайной трудности путь, войска 6 июля дошли до аула Дарго — ставки Шамиля и после 8-часового боя взяли его. Разгромить горцев, однако, не удалось. Они отошли, а при возвращении русского отряда через густые Ичкерийские леса окружили его. К натиску горцев добавилось отсутствие провианта. Личным мужеством, а также тем, что разделял трудности и лишения войск, полководец сумел сохранить в них порядок и бодрость. Рассказывали, что чинам свиты приходилось буквально насильно выносить его на руках из-под огня. Желая подать пример похода налегке, он оставил все свое имущество и спал на голой земле. Благодаря войскам генерала Р. Фрейтага, подошедшим на выручку, отряду Воронцова удалось выйти из окружения.
Со времен Кавказской войны сохранился рассказ о курьезном случае, к которому имел прямое отношение Михаил Семенович и который лишний раз характеризует его личные качества. Во время боя в ходе Даргинской экспедиции был ранен некий юнкер Тихонов, попавший на Кавказ за лень и молодецкие шалости. Его новые товарищи по Куринскому полку на носилках понесли его на перевязочный пункт. По дороге им встретился Воронцов.
— Кого несете, братцы?
— Юнкера Тихонова, ваше сиятельство.
— Поздравляю его прапорщиком, — громко возгласил генерал.
Раненого пронесли на сотню шагов в тыл и остановились для краткого отдыха. Группу нагнал главнокомандующий со свитой.
— Кого несете, куринцы?