Ордин-Нащокин на личном опыте убедился, что в армии нужно проводить коренные реформы, чтобы повысить ее боеспособность. Он предложил ввести рекрутские наборы, увеличить стрелецкое войско, резко сократить малоспособную дворянскую конницу за счет создания новых конных и пеших полков. Тогда эти мероприятия были прогрессивными. Современники отмечали: "Ордин-Нащокин вечно на все ропщет, всем недоволен: правительственными учреждениями и приказными обычаями, военным устройством, нравами и понятиями общества. Его симпатии и антипатии, мало разделяемые другими, создавали ему неловкое, двусмысленное положение в московском обществе". В 1658 году при активной роли Ордина-Нащокина было заключено перемирие со Швецией. За Россией сохранялись многие земли в Ливонии. В 1665-1667 годах он служил воеводой в Пскове. Стремился развивать промыслы, наладить производство селитры и солеварение. Об этом сохранилась переписка окольничего Ордина-Нащокина с царем. Он провел также ряд реформ городского управления, ввел элементы выборности. "Крепкое устроение градцкое во Пскове, - писал он, - необходимо для того, чтобы и внутренние обиды минули". Всем еще было памятно восстание городской бедноты под руководством Гаврилы Демидова в 1650 году. Как только Афанасий Лаврентьевич принял воеводские дела, то сразу же приблизил к себе наиболее энергичных людей, написал так называемые три "памяти", датированные 24 марта, 3 и 7 апреля 1665 года, и передал их для обсуждения в земскую избу. "Памяти" эти и составили "17 статей" псковской реформы, принятой горожанами в августе.
В то же время воевода участвовал в переговорах с Речью Посполитой. Переговоры проходили успешно. Афанасий Лаврентьевич был искусным дипломатом, умел пойти на некоторые уступки, чтобы добиться успеха в главном. Заключение Андрусовского мира в 1667 году явилось несомненным достижением русской дипломатии.
После этого Ордина-Нащокина пожаловали званием ближнего боярина и дворецкого. Он получил в управление Посольский приказ с титулом "царственные большие печати и государственных великих посольских дел оберегатель", то есть стал канцлером Московского государства. Это новое наименование сменило прежнее старинное звание «министра иностранных дел» Русского государства - думный дьяк и печатник. Царь Алексей Михайлович, заметив, что дьяки – начальники Посольского приказа часто вынуждены угождать родовитым боярам, хотя в государственном отношении являются, по сути дела, второй после царя персоной в администрации, решил повысить их статус, во-первых, дав им боярское достоинство и, во-вторых, изменив их титул и наименование должности.
Позже А.Л.Ордин-Нащекину были вверены также Смоленский разряд, Малороссийский приказ, чети Новгородская, Галицкая и Владимирская и некоторые другие отдельные управления.
В период руководства Посольским приказом Ордин-Нащокин значительно активизировал внешнюю политику России. Он выступал сторонником союза с Речью Посполитой для борьбы со Швецией за выход к Балтийскому морю и для отражения турецкой агрессии. Вдумчивый и находчивый, он иногда выводил из терпения иноземных дипломатов, с которыми вел переговоры, и они ему же пеняли за трудность иметь с ним дело: не пропустит ни малейшего промаха, никакой непоследовательности в дипломатической диалектике. Сейчас подденет и поставит в тупик оплошного или близорукого противника, отравит ему чистые намерения, самим же им внушенные, за что однажды пеняли ему польские комиссары, с ним переговаривавшиеся.
Многими талантами обладал Афанасий Лаврентьевич Ордин-Нащокин. Он глубоко интересовался экономикой страны, способствовал развитию промышленности. Немало сделал по развитию внешней торговли. Создавал торговые компании, устраивал торговые дворы. Организовал металлообрабатывающую, кожевенную, бумажную и стеклодувную мануфактуры. При нем в России усилилась торговля шелком. Взгляды Ордина-Нащокина на торговлю нашли свое отражение в Новоторговом уставе, который он разработал в 1667 году. Устав всячески поощрял развитие торговли.
Заботами канцлера были созданы судоверфи на Западной Двине и на Оке, в селе Дединове. Он всегда был уверен в необходимости страны иметь выход к морю, которое бороздили бы суда русского флота. Главный дипломат Московского государства интересовался и садоводством. И не просто интересовался, а немало сделал, чтобы улучшать и распространять его по стране. "На государственные дела, - писал он, - подобает мысленные очеса устремлять беспорочным и избранным людям к расширению государства со всех сторон, а это есть дело одного Посольского приказа".
С именем Ордина-Нащокина связано и учреждение в 1666 году международной почты. Установилась почтовая связь с Польшей и Курляндией. Из Москвы в Вильнюс и Ригу и обратно стала регулярно доставляться корреспонденция. Причем торговый маршрут на Ригу проходил через Псков. В 1669 году вместо ямской гоньбы наладилась более надежная почтовая связь Москвы с Киевом, а затем с Архангельском и Сибирью.