W lutym 1905 został wyznaczony na namiestnika Kaukazu. Stało się to w okresie szczególnego nasilenia ruchów rewolucyjnych, strajków i protestów chłopskich, jakie ogarnęły cały region. W celu powstrzymania rozwijających się protestów wydał deklarację o reformach planowanych przez rząd. Jego zapowiedzi spotkały się jednak z niechęcią ze strony gruzińskich działaczy niepodległościowych. Równocześnie zdecydowanie zwalczał ruchy antycarskie. W ramach programu reform zlikwidował ostatnie ślady poddaństwa chłopów, zdjął sekwestr z majątku Apostolskiego Kościoła Ormiańskiego, zwalczał korupcję wśród urzędników, rozpoczął program budowy linii kolejowych na Kaukazie. W znaczącym stopniu przyczynił się do gospodarczego rozwoju Kaukazu. W polityce narodowościowej faworyzował Ormian kosztem Azerów (muzułmanów).
W listopadzie 1914, w związku z włączeniem się Turcji do I wojny światowej po stronie Państw Centralnych, gen. Iłłarion Woroncow-Daszkow stanął na czele nowo utworzonego frontu kaukaskiego. We wrześniu roku następnego z powodu podeszłego wieku odszedł z urzędu. Nie oznaczało to odejścia przez administrację rosyjską od polityki ograniczania praw muzułmanów. Zmarł rok później.
Życie prywatne Żonaty z Jelizawietą zd.