После воцарения в 1584 году Федора Ивановича оба князя Мстиславских, отец и сын, поначалу сохранили свое высокое положение первых бояр в Думе. Однако начатые царскими родственниками Годуновыми преобразования в правительстве не понравились Ивану Федоровичу. Особенно возмутила его опала казначея П. Головина и его родственников. Князь полагал, что тот невиновен в растрате казны, поскольку она была истощена бесконечной Ливонской войной. Но противиться всесильным Годуновым было нельзя. В итоге И. Ф. Мстиславский сам попал в опалу. Ему было предложено добровольно отправиться в Кирилло-Белозерский монастырь и там постричься. В 1586 году престарелый князь умер.
Ссылка отца не повлияла на карьеру Ф. И. Мстиславского. Напротив, с 1585 года он сам становится во главе Боярской думы и во всех официальных церемониях занимает среди остальной знати первое место. Даже Годуновы не пытаются оттеснить его от трона, зная, что царь Федор благоволит к своему дальнему родственнику. Он даже доверил Мстиславскому одну из важных должностей во время своего венчания на царство — обсыпать себя золотыми монетами при выходе из кремлевских соборов. В тексте Чина венчания по поводу исполнителя этих обязанностей было сказано, что он должен быть царским родственником (например, Ивана Грозного обсыпал монетами младший брат Юрий). Ф. И. Мстиславский сохранил и свое звание главнокомандующего. Росписи полков, составляемые для планируемых походов и для пограничной Береговой службы на Оке, показывают, что он всегда во главе Большого полка.
В 1589 году пришла весть, что крымский хан собирается напасть на Москву. К тому времени у москвичей еще не стерлись из памяти воспоминания о пожаре и разгроме, устроенных в 1571 году Девлет-Гиреем, поэтому новая угроза всех взбудоражила. Организовать заслон крымцам на Оке было поручено князю Федору Ивановичу. Все лето простоял он на берегу, но крымцы, к счастью, не появились. На этом служба Мстиславского не закончилась. Уже в декабре того же 1589 года царь Федор предпринял грандиозный поход на Запад, чтобы вернуть утраченное отцом побережье Финского залива и территории в Карелии. Снова князь Федор Иванович встал во главе Большого полка, с котором был сам царь. Пока другие полки брали Ям, Орешек, Копорье, Большой полк направился прямо к Иван-городу и Нарве — Ругодиву. Оба города-крепости находились на разных берегах реки Наровы.
Вскоре мощный артиллерийский обстрел заставил жителей Иван-города сдаться, но Нарва уцелела, поскольку царь Федор решил, что форсирование реки под артиллерийским обстрелом неприятеля вызовет большие жертвы. Поскольку крепость была сильно разрушена, шведы, не знавшие о планах царя, сами предложили начать переговоры о перемирии. Их поручили вести Мстиславскому. Он оказался неплохим дипломатом: не вступал в перепалку, в бесконечные дискуссии и твердо вел свою линию. В итоге Россия получила назад без всякого выкупа утраченные ранее города: Иван-город, Ям, Орешек, Копорье. Позднее после удачного Выборгского похода была возвращена Корела, и Швеции пришлось подписать в 1595 году Тявзинский мирный договор, выгодный для Русского государства.
В апреле 1591 года вновь пришли тревожные вести с южной границы — крымский хан Казы-Гирей собирал войско для похода на Русь. Остановить его предстояло только небольшим по численности полкам Береговой службы под командованием Ф. И. Мстиславского. (Основное войско стояло у Новгорода, поскольку в то время мирный договор со Швецией еще не был подписан.) Когда были составлены росписи полков, то выяснилось, что многие молодые воеводы недовольны своими назначениями и начали местнические тяжбы. Более того, оказалось, что черкесский князь Б. К. Черкасский имеет претензии к самому главнокомандующему Мстиславскому. Оборона государственных приграничных рубежей оказалась на грани срыва. Пришлось Федору Ивановичу при поддержке царя Федора наводить в полках порядок, проявлять спокойствие и твердость духа. Не вступая в местнические споры, он направился на линию обороны, показывая пример верности долгу. Остальные воеводы последовали его примеру.
В начале июня пришла весть, что из Крыма выступило огромное войско хана. По подсчетам дозорщиков, оно состояло из 100 000 всадников, которые двигались на большой скорости прямо по направлению к столице. Вероятно, хан узнал, что у Москвы мало защитников, и решил воспользоваться ситуацией.
Действительно, в распоряжении Ф. И. Мстиславского было не больше нескольких тысяч воинов. Если бы они попытались остановить крымцев, то были бы попросту смяты и раздавлены. Поэтому князь срочно отправил гонца в Москву с сообщением о большой опасности. Сам же выслал разведчиков к ханскому войску, которые должны были следить за его передвижением. Вскоре выяснилось, что во главе войска стоит сам Казы-Гирей, с ним едут четыре царевича. Обходя заставы, они направляются прямо к Москве.