В 1763 году Григорий Григорьевич Орлов был назначен генерал-директором инженерных войск, шефом кавалергардов и генерал-аншефом артиллерии. В 1765 году он стал генерал-фельдцейхмейстером. Был награжден орденом Святого Андрея Первозванного.
В 1767 году он был избран депутатом от дворян Копорского уезда Петербургской губернии в Комиссию для составления нового Уложения. Отказался от поста маршала комиссии, но активно участвовал в ее заседаниях, призывая к облегчению участи крестьян.
С началом русско-турецкой войны 1768–1774 годов он активно продвигал идею об освобождении греков от турецкого ига. Он поддержал предложение своего брата о проведении военно-морской операции в Средиземном море (Первой Архипелагской Экспедиции).
Осенью 1771 года энергичными мерами усмирил чумной бунт в Москве.