В 1834 году за неустанные гражданские труды и военные заслуги графу Воронцову был пожалован орден святого Андрея Первозванного. Он стал третьим в роду Воронцовых, удостоенным этой высшей русской награды.

27 ноября 1844 года находившийся в Алупке Воронцов получил личное послание императора, в котором тот сообщал ему об обострении ситуации на Кавказе, где среди разобщенных племен появился лидер, сплотивший всех под своим началом.

Во главе горцев стал имам Шамиль – хитрый и смелый человек, объединивший под своей религиозной властью фанатичных горцев и обнаруживший в успешном ведении войны с русскими определенный военный талант.

Император Николай Павлович в письме Воронцову подчеркивал, что, ввиду особого уважения к нему желает знать мнение графа по этому поводу, и только затем обнародовать приказ о его назначении. Воронцову шел тогда 63-й год. Прочитав письмо, Михаил Семенович произнес слова, в которых содержался основной смысл жизни графа: «Я был бы не русский, если б посмел не пойти туда, куда царь велит». Так он стал главнокомандующим русских войск на Кавказе и одновременно кавказским наместником с неограниченными полномочиями, не будучи освобожденным при этом от управления Новороссией и Бессарабией.

7 марта 1845 года Михаил Семенович выехал из Одессы к месту нового назначения и через две недели прибыл в Тифлис.

Прибыв в Тифлис 25 марта 1845 года, он вскоре отправился на левый фланг Кавказской линии, для принятия начальства над войсками, готовившимися к походу против Шамиля. После занятия Андии, сопряженного с величайшими затруднениями, войска, под личным предводительством Воронцова, двинулись к временной резиденции Шамиля – аулу Дарго. Овладение этим пунктом и в особенности дальнейшее движение через дремучие Ичкерийские леса сопровождались большими опасностями и огромными потерями. Экспедиция известная как «Сухарная» или «Даргинская», по сути, не достигла цели, так как Шамиль благополучно ушел из аула, а само селение было сожжено до подхода русских войск. Отставший обоз был уничтожен, и дальнейшее отступление привело к потере большей части отряда. Вот как отозвался о тех событиях очевидец писатель Арнольд Львович Зиссерман: «Какое впечатление произвел исход всей большой экспедиции 1845 года на наши войска, на преданное нам христианское население Закавказья и на враждебное мусульманское, может себе всякий представить. О торжестве Шамиля и горцев нечего и говорить. Таким образом, повторяю, не будь это граф Воронцов, пользовавшийся большим доверием и уважением государя Николая Павловича и стоявший выше влияния интриг даже могущественного Чернышева, вероятно с окончанием экспедиции окончилась бы и его кавказская карьера…»

Светлейший князь (с 1841) Александр Иванович Чернышев (1785–1857) – деятель русской разведки и армии (генерал-адъютант, генерал от кавалерии). Накануне Отечественной войны 1812 года – военно-дипломатический агент русского правительства при дворе Наполеона I. В продолжение всего правления Николая I исполнял обязанности военного министра. 25 ноября 1825 года командирован во 2-ю армию для следствия по делу декабристов, привел армию к присяге Николаю I. В январе 1826 года включен в состав Следственной комиссии по делу декабристов, заслужив одобрение императора особым рвением при допросе мятежников.

По слухам, после возвращения в Тифлис Воронцов обнаружил в почтовом ящике своей канцелярии анонимное письмо следующего содержания: «Эй, ты, собака Воронцов! Да переломает Аллах ноги твои, отсечет руки твои, ослепит глаза твои и сделает немым язык твой. Ты навлек на нас несчастье. Из-за твоего злополучия пали на нас пять бедствий. Ты погубил большинство наших мужчин, загнав их в место гибели. На нас напала холера. Налетели на нас тучи саранчи и навлекли на нас голод. Произошло сильное землетрясение, которым разрушены дома и некоторые селения. И все это из-за твоего злополучия. Нас обрадовали твоим прибытием и мы, радуясь тебе, зря истратили три миллиона…»

Однако, несмотря на провал, за поход к Дарго Воронцов был в августе 1845 года возведен в княжеское достоинство.

В 1848 году были взяты две твердыни Дагестана, аулы Гергебиль и Салты.

В этом же году стараниями Воронцова и по его инициативе основан Кавказский учебный округ и заложен портовый город Ейск.

Постоянные разъезды по нездоровой местности сломили князя. В 1851 году он заболел лихорадкой, которая окончательно подорвала его силы и заставила подумать об отдыхе. В начале 1852 года, когда отмечалось 50-летие военной службы Воронцова, к его княжескому достоинству рескриптом Николая I был добавлен титул «светлейший».

В начале 1853 года Воронцов, чувствуя крайний упадок сил, просил государя уволить его от должности, и 25 марта (6 апреля) оставил Тифлис.

Летом 1855 года Михаил Семенович и его супруга Елизавета Ксаверьевна переехали в Петербург, а в августе 1856 года, когда в Москве состоялась коронация Александра II, к больному лихорадкой Воронцову пришли великие князья и вручили рескрипт императора о присвоении ему высшего воинского звания генерал-фельдмаршала и украшенный алмазами фельдмаршальский жезл. Но жить ему оставалось чуть более двух месяцев. Привезенный женой в Одессу, светлейший князь, особенно сильно страдавший в последние годы от мучавших его приступов лихорадки, 6 ноября скончался от апоплексического удара на 75 году жизни.

10 ноября 1856 года улицы Одессы были переполнены народом, провожавшим похоронную процессию, направлявшуюся к кафедральному Преображенскому собору. Там, в склепе, с великими почестями был похоронен светлейший князь Михаил Семенович Воронцов. Одесситы всех национальностей и вероисповеданий оплакивали смерть уважаемого и любимого сановника. Всем памятна была щедрая благотворительность покойного и его супруги, пожертвовавших из собственного состояния на благотворительные дела около трех миллионов рублей. Баснословные деньги! На долгие годы сохранились среди солдат в русских войсках на Кавказе рассказы о простоте и доступности верховного наместника. После смерти князя там возникла поговорка: «До Бога высоко, до царя далеко, а Воронцов умер».

9 ноября 1863 года в Одессе был торжественно открыт памятник Воронцову, сооруженный на пожертвования граждан Российской империи. Первый взнос в фонд строительства памятника в размере трех тысяч рублей внес из собственных средств император Александр II.

Ему воздвигнуты памятники в Тифлисе (на средства, собранные от добровольных пожертвований населения города) и Бердянске.

Воронцов и его супруга, Елизавета Ксаверьевна Воронцова, скончавшаяся 15 (27) апреля 1880 года, в знак признания их заслуг перед Одессой, ввиду благочестивого образа жизни и многочисленных дел милосердия были с почестями похоронены в Спасо-Преображенском кафедральном соборе Одессы. Однако в 1936 году собор был разрушен большевиками, могила осквернена, а прах Воронцовых просто выброшен на улицу. При этом металлическая капсула с прахом князя была вскрыта, а драгоценное оружие и ордена похищены. После этого горожане тайно перезахоронили останки Воронцова на Слободском кладбище Одессы.

По сведениям других исследователей в 1936 году Спасо-Преображенский собор был взорван. Предварительно оторвав все регалии, красноармейцы выбросили кости светлейшего князя и его супруги Елизаветы Ксаверьевны на улицу. По рассказам очевидцев, на свой страх и риск шофер по имени Никифор Яровой совершил богоугодный поступок (скорее даже подвиг) – ночью тайком перенес останки Воронцовых на Слободское кладбище. За что и был, что так характерно для того чудовищного времени, расстрелян.