W 1823 Woroncow został mianowany generał-gubernatorem Nowej Rosji i namiestnikiem cara w Besarabii. Zgodnie z projektem Woroncowa, Besarabia weszła w skład gubernatorstwa noworosyjskiego. W latach 1828–1844 pełnił funkcję . Brał udział w wojnie z Turcją 1828–1829, m.in. w zdobyciu Warny przez Rosjan.
W 1844 został ogłoszony wicekrólem Kaukazu, i dowódcą Samodzielnego Korpusu Kawalerii. Otrzymał również tytuł książęcy. Funkcje te pełnił do 1854. W podporządkowanym gubernatorstwie wprowadzał sprzyjające warunki dla gospodarki kapitalistycznej w produkcji rolnej i w handlu, co sprzyjało rozwojowi wsi i gospodarce rolnej. Na Kaukazie prowadził politykę skłócenia feudałów Kaukazu i tym sposobem przyłączył do Rosji część terytorium Kaukazu.
Jego umysł, wykształcenie i liberalne działania wyróżniały go pozytywnie spośród carskiej administracji. W 1855 przeszedł w stan spoczynku. W 1856 Aleksander II mianował go feldmarszałkiem. Tego samego roku zmarł w Odessie i tam też został pochowany.
Odznaczenia Był odznaczony m.in.