Назначенный председателем Комитета по улучшению флота при Главном морском штабе, Грейг руководил его заседаниями в Санкт-Петербурге с 24 октября 1830-го по 23 мая 1831 года, оставаясь одновременно главным командиром Черноморского флота Комитет рассматривал многочисленные предложения по совершенствованию различных отраслей морской службы известных моряков (М. П. Лазарева, А. И. Казарского, И. Ф. Крузенштерна, А. П. Авинова, инспектора корпуса корабельных инженеров генерал-лейтенанта Брюн Сен-Катерин и других). На 53 заседаниях были рассмотрены 356 вопросов. Немало предложений самого Грейга, опробованных на Черном море, было рекомендовано внедрить во всем флоте. Не зря комитет называли комитетом Грейга.
В числе предложений были одобрены: введение мортоновых эллингов; усовершенствование иолов Балтийского флота; применение формул для расчета числа команды, веса якорей, толщин якорных канатов, размеров стоячего такелажа; введение правил составления чертежей кораблей с указанием тактико-технических элементов («стихий») по примеру корабля «Париж»; замена в технической документации расплывчатого по тем временам понятия «вместимость» точным расчетным понятием «водоизмещение»; применение войлочных прокладок под обшивкой; замена смоленого такелажа «белым»; лужение железного крепления; отмена каменного балласта; использование машин Боннета для очистки воздуха; сооружение прочных и жестких поперечных переборок; уменьшение толщин и веса снастей; замена на нижних батареях коротких пушек длинными; установка усовершенствованных пушек («по чертежам Черноморского флота»); проведение экспериментов с единорогами по стрельбе бомбами и брандскугелями, введение усовершенствованных прицелов.
Только в августе 1831 года Грейг смог вернуться на Черное море. Здесь у него возникали трения с другими флагманами. По предложению адмирала, 17 февраля 1832 года начальником штаба Черноморского флота был назначен контр-адмирал М. П. Лазарев, однако дела задержали его на Балтике до весны. Летом Лазарев с Грейгом осмотрели восточное побережье Черного моря. Адмирал предоставил предложения о создании Кавказской береговой линии, которую пришлось сооружать уже его преемнику. Лазарев получил представление о сильных и слабых сторонах флота и Севастополя как главной базы. Грейг неоднократно разговаривал с начальником штаба, и тому показалось, что адмирала обуяло равнодушие к службе, вызванное слабой поддержкой Императора и ссорой с Меншиковым.
В октябре 1832 года началась переписка между Грейгом и Меншиковым о подготовке намеченной на следующую кампанию экспедиции в Босфор. На запрос начальника морского штаба Грейг ответил, что можно вооружить 11 кораблей, 7 фрегатов, и указал, что именно необходимо заготовить для вооружения всего флота. Император торопил, чтобы флот был готов и мог выйти в море по первому требованию. Успех египетского паши в боях с турками грозил падением власти султана в Константинополе. Посему следовало отправить суда еще зимой. Меншиков сообщал, что Император, по слабости здоровья Грейга, поручил отправить в море эскадру под флагом Лазарева, но только в том случае, если главный командир сочтет нужным остаться на берегу. Последнее было написано вследствие того, что главный командир 7 ноября сообщал Меншикову, что по состоянию здоровья не может возглавить эскадру.
Через несколько дней прибыла инструкция A. C. Меншикова от 24 ноября 1832 года, в которой была выражена воля Императора приложить старания к вооружению пяти кораблей, четырех фрегатов, нескольких мелких судов и отправить их под командованием Лазарева в Босфор по первому требованию статского советника А. П. Бутенева, посланника в Константинополе. Эскадре следовало защищать турецкую столицу от египетских войск, для чего занять такое положение в проливах, чтобы не допустить египетский флот к Константинополю, а армии не позволить переправиться в Европейскую Турцию. Адмирал отвечал: