В Тайной канцелярии Шувалов выдвинулся во время его активного участия в розыске по делу семейства Лопухиных, из которых он выбивал признания в заговоре против Елизаветы. В 1745 году его назначают заместителем уже старого и больного Ушакова, а спустя два года Шувалов сменит умершего своего начальника у руля русского политического сыска. Он входил в могущественный клан князей Шуваловых, главных инициаторов переворота 1741 года в пользу Елизаветы, давшей этой царице самых преданных вельмож. Родной брат Александра Петр Шувалов был при Елизавете фактически главой правительства, руководил после опалы Бестужева-Рюмина внешней политикой и ведал при дворе кадровыми вопросами. А ближайший родственник братьев, их двоюродный брат Иван Шувалов, будучи близким и интимным другом императрицы, исполнял при ней что-то вроде роли главы администрации, говоря современным языком. Именно он выдвинул своего родственника в руководители тайного сыска, на этой службе Александр Шувалов в 1747–1761 годах дослужился до чина фельдмаршала. Еще один пример привычной для той эпохи семейственности дворянских родов в высших сферах государства, затронувшей и дело организации политического сыска в империи. Представители шуваловского клана одновременно заняли у трона Елизаветы три ключевых поста: главы администрации, главы правительства и МИДа, главы госбезопасности. Позднее при Екатерине Великой подобный правящий клан составят Орловы, которые также будут причастны к вопросам внутренней безопасности и внешней разведки в екатерининской империи.
В последние годы правления Елизаветы Тайная канцелярия впервые в российской истории сыска получила свыше еще одну задачу — отслеживать возможные династические заговоры в непосредственном окружении ближних родственников российского монарха. Опасаясь усиления сложившейся партии «молодого двора» своего наследника Петра и его супруги Екатерины, Елизавета за два года до смерти лично поручает Александру Шувалову установить за племянником и его женой негласное наблюдение на предмет их лояльности царствующей императрице. Официально этот деликатный указ никак не закреплялся на бумаге, но Шувалов его исполнял. Одним из первых его шагов в данном направлении стало выявление тайного любовника Екатерины Салтыкова, которого глава Тайной канцелярии после устного внушения лично выдворил из «молодого двора». Именно эта миссия Шувалова и его безмерная преданность Елизавете стали после смерти благодетельницы всего рода Шуваловых причиной опалы «великого инквизитора России» при Петре III, а также не дала вернуться ему к исполнению прежних обязанностей в сыске и при свергшей мужа с трона Екатерине Великой.
Позднее императрице доложат, что обожающий Пруссию и боготворящий ее харизматичного короля Фридриха Великого ее племянник и наследник Петр Федорович уже сплотил вокруг «молодого двора» своеобразный пропрусский кружок, что он ведет через английского посла в России Роберта Кейта тайные переговоры с Берлином о сепаратном мире. Этими контактами наследника императрица поручила заниматься той же Тайной канцелярии. Она измены в окружении Петра не углядела, поэтому угроза Елизаветы лишить племянника права наследовать трон так и не была реализована. А эти тайные связи «прусской партии» во главе с Петром Федоровичем с Берлином действительно имели место, как полтора века спустя «германская партия» последней русской императрицы Александры в годы Первой мировой войны попытается заключить с тем же Берлином сепаратный мир в 1916 году. Придя же к власти, Петр III сделает уже то, что спустя полтора века сделали большевики Ленина: предаст своих прежних союзников и заключит с Пруссией односторонний мир, сродни ленинскому Брестскому миру. Тайная канцелярия сама не зафиксировала вовремя этих контактов наследника с Пруссией и даже после прямого указания из дворца не смогла их выявить.