Проведя лето с семьей в своем калужском имении, Сергей Дмитриевич в середине сентября поехал погостить в Ялту к брату, «чтобы воспользоваться теплыми солнечными днями южной осени». Заблаговременно был взят обратный билет до Москвы на поезд, отправлявшийся из Севастополя вечером го октября. Однако планы расстроила Всероссийская октябрьская политическая стачка. Оказавшись в вынужденном заточении, Урусов стал невольным свидетелем половодья революционной стихии. (Воспоминания об этом под названием «Дни свободы в Севастополе» были опубликованы в 1908 году в журнале «Вестник Европы».) 19 октября ему в гостиницу доставили телеграмму от С.Ю. Витте, председателя только что образованного Совета министров: «Мне совершенно необходимо Вас видеть. Сделайте все возможное, чтобы скорее приехать». Добравшись до Петербурга только утром 26 октября, Урусов сразу же получил от Витте приглашение занять в новом правительстве должность товарища министра внутренних дел (при министре П.Н. Дурново). 30 октября его кандидатура была окончательно утверждена.
По случаю своего нового назначения, 6 ноября 1905 года, С.Д. Урусов был на приеме у Николая II: «Царь благодарил меня за то, что я согласился занять второстепенную должность в только что образовавшейся с трудом министерской комбинации, и, посмотрев на меня ясным, доверчивым, многим известным и многих чаровавшим взором, произнес слова, которые стоило запомнить: „Да, при теперешних обстоятельствах надо всем соединиться и думать о России; вот, например, монархия: Вам она не нужна, мне она не нужна, но пока она нужна России, мы обязаны ее поддерживать“».
Дав согласие работать в правительстве, Урусов надеялся «принять живое участие в подготовлении законопроектов, подлежавших внесению в Государственную Думу и в Государственный Совет». По его мнению, рабочим аппаратом для выработки законопроектов должны были оставаться соответствующие министерства, имеющие готовый штат специалистов-чиновников, обширные материалы, служебный и редакторский аппарат. Важно было, чтобы «Дума немедленно по открытии занятий имела материал для работы и чтобы страна увидела, что правительство Его Величества работало и намерено продолжать работу в духе и смысле принципов, возвещенных царским Манифестом». Думская инициатива в законодательстве предполагалась Урусовым как исключение. Однако, к его немалому удивлению, «один только Н.Н. Кутлер в своем министерстве земледелия готовил втихомолку какой-то проект аграрной реформы. Что же касается нашего министерства, в котором по роду дел должна была совершиться наибольшая ломка, то там все было тихо, все шло по-прежнему. Не было и намека не только на неизбежность, но и на возможность каких-либо изменений».
Сергей Дмитриевич решил все же «для очистки совести» представить П.Н. Дурново свои соображения по этому поводу. Собственный взгляд на реформу местного управления он изложил в конце ноября в личной беседе с министром. Смысл рассуждений сводился к следующему. По его убеждению, «самому близорукому государствоведу должна была броситься в глаза несообразность дальнейшего существования обособленного крестьянского управления и суда, сословного земства, нескольких конкурирующих видов полиции, а также административного порядка, применявшегося в ряде дел, изъятых из компетенции гласного суда и т. п.» Реакция была удручающей: «Казалось, что он считал все мною высказанное теоретически правильным, но не имеющим существенного значения». Тем не менее Дурново согласился на образование специальной комиссии для подготовки законопроекта о реформе местного управления и поручил Урусову исполнять обязанности ее председателя. Комиссия, руководствуясь Манифестом 17 октября 1905 года, предложила расширить круг деятельности местного самоуправления, ограничить произвол административной власти, создать гарантии правового порядка, ликвидировать сословные преимущества и т. д. «Я слышал впоследствии, – вспоминал Сергей Дмитриевич, – что министр нашел наш проект слишком демократическим и похожим более на резолюцию земского съезда, нежели на работу, вышедшую из недр министерства». Вскоре, по решению Дурново, деятельность комиссии была прекращена.
Испытав разочарование в министерской деятельности, Урусов в марте 1906 года подал на имя Витте прошение о досрочной отставке – это был первый в России случай добровольного ухода товарища министра со своего поста. Он отказался от назначения ему пенсии и уехал в Москву, а затем в Перемышльский уезд, «чтобы вскоре принять участие в избирательном съезде и в собрании выборщиков для избрания членов Государственной думы».