Po śmierci Potiomkina caryca postanowiła zatrzymać go u swego boku i w lutym 1792 roku odznaczyła orderem św. Aleksandra Newskiego. Mianowany rzeczywistym tajnym radcą zawiadywał prywatnymi dobrami imperatorowej, a także przewodniczył komisji ds. Petersburskiego Instytutu górniczego. Вrał udział w procesie Nikołaja Nowikowa, a wkrótce potem został wyznaczony szefem gabinetu imperatorowej. Wiosną caryca powierzyła mu zredagowanie aktu konfederacji targowickiej, zaprzysiężonej 27 kwietnia w Petersburgu. Poruczono mu także zarząd nad kołybańskimi i nerczyńskimi kopalniami. W listopadzie 1796 roku, tuż przed śmiercią Katarzyny, otrzymał awans na generała-porucznika.
Car Paweł I mianował go w 1797 roku senatorem, zwalniając jednocześnie ze stanowiska w gabinecie. Rok później − na skutek donosu − został aresztowany i postawiony przed sądem oskarżony o nadużycia w działalności kamery pod jego zarządem, ale sąd go z zarzutów oczyścił i uniewinnił. Mimo to Pawłow opuścił Petersburg i wyjechał do guberni jekaterinosławskiej, gdzie zajął się gospodarstwem.