Волынский знал, чем угодить знатоку-лошаднику Бирону: морем доставлялись из Ирана аргамаки, из Дагестана — «черкесские» жеребцы, с Украины — лучшие кобылы; последних отобрал лично Артемий Петрович: из присланных двенадцати оставил шесть, остальных забраковал — две лошади были слишком «щекасты», а у четырех оказались «головы сухи». Бирон не мог не оценить наведенного на конюшнях порядка. «Ныне, милостивый государь, при приезде моем жеребцов, кои по заводам, также которые и здесь годные есть на конюшнях, оных к припускам росписал и определил, к которому сколько каких кобыл по мнению моему рассудилось, прописав реэстры с нумерами всем кобылам и жеребцам именно, и с половины сего апреля начну припускать (для того поздно, что студено ныне время). О строениях доношу, что фуражный двор и остоженную конюшню делают, и надеюсь, недели через три нужные покои отделаны будут, куда с потешного двора переведу лошадей и в Кремле конюшни, где надлежит, буду разбирать и ломать своды, а в прочих местах пробирать стены и чинить то, чтоб нынешним летом отделать, также и запасный каменный двор буду делать», — докладывал Волынский фавориту 9 апреля 1733 года.

Еще в марте он обратился к Бирону с просьбой произвести его в генерал-лейтенанты, но ответа не получил. Того же безуспешно просил для «племянника» и С.А. Салтыков — время наград для него еще не пришло. Однако на прочие письма Артемия Петровича фаворит отвечал учтиво, сообщал новости и откликался на просьбы — при его поддержке (именно Бирон подал императрице его челобитную) Волынский получил разрешение не строить каменный дом в Петербурге, на который у него не хватало средств. (По указу Петра I от 28 января 1724 года владельцы от 2500 до 3500 крепостных душ должны были строить в столице каменные дома «на 8 саженях». По первой ревизии за Волынским числились 1058 собственных душ и 1492 полученные в приданое за женой, в сумме 2550 душ. По другим данным, у него было только 898 собственных душ, то есть всего семья владела 2390 крепостными.)

В июне того же года Волынский сообщил в Петербург о необходимости ремонта конюшен на «потешном дворе» в Кремле и на «запасном конском дворе» и представил смету расходов. Однако, едва приступив к делу, он внезапно вынужден был вернуться на военную службу. Разразилась Война за польское наследство. После смерти Августа II при поддержке французских денег и с помощью французских дипломатов королем Польши во второй раз (впервые — по воле шведского короля Карла XII) был избран Станислав Лещинский. Находившиеся в Польше русский посол Фридрих Левенвольде и его старший брат Карл Густав не смогли предотвратить торжество французского ставленника. Начальник Волынского был послан в Вену для ведения переговоров о совместных действиях против Османской империи и больше уже ко двору не вернулся, отбыв по болезни в свое имение, где и умер в 1735 году. Австрия и Россия поддержали саксонского курфюрста Фридриха Августа, сына Августа II, и заключили договор о союзе, призванном не допустить утверждения французского влияния в Речи Посполитой и сохранить там анархические шляхетские «свободы».

На смену дипломатам пришлось отправлять армию. Артемий Петрович получил приказ выехать в Смоленск и двигаться с порученной ему «командой» (в нее входили драгуны, «сербские роты» и «нерегулярные» калмыки) к польской границе в составе корпуса генерал-лейтенанта А.Г. Загряжского. Оттуда он с шестью-семью тысячами драгун налегке двинулся на Гродно, о чем написал Бирону. Одновременно подробный отчет о проделанной работе был отправлен императрице. С отъездом Волынского дела его ведомства не остановились — подобранные им толковые помощники столь же регулярно отчитывались перед Кабинетом министров.

Под защитой вошедших на территорию Речи Посполитой русских войск оппозиционная Лещинскому конфедерация шляхты избрала королем Августа III (1733—1763). Сторонники Лещинского разгромили посольства России и Саксонии, в ответ армия генерала П.П. Ласси взяла с боем польскую столицу, захватив королевские регалии. 17 января 1734 года Август был коронован в Ченстохове.

Артемий Петрович с 2500 драгунами явился под Варшаву уже в начале октября, затем его части стояли в местечке Лович — заготавливали провиант и готовились к дальнейшим действиям. Здесь Волынскому удалось поближе познакомиться — уже не в качестве скакавшего сломя голову курьера, а в ипостаси государственного деятеля — с польскими порядками и необычным государственным устройством шляхетской республики. Вместе с армией он двинулся к Гданьску — сильно укрепленному портовому городу, где укрылся Станислав.

К зиме русские войска окружили Гданьск; в феврале Волынский и брат фаворита генерал-лейтенант Карл Бирон осматривали городские укрепления и участвовали в атаке на неприятельский форпост, взяв в плен полсотни солдат. Однако штурмовать сильную крепость без осадной артиллерии и подкреплений Ласси не мог. Весной армию возглавил прибывший из Петербурга Бурхард Христофор Миних. 6 марта он собрал в осадном лагере военный совет. Большинство присутствующих — генералы Ласси, Барятинский и Волынский — высказались за то, чтобы сосредоточить под городом больше сил и подвезти осадную артиллерию, чтобы обеспечить осаду и штурм Гданьска. Миних же предпочел немедленно штурмовать предместье Шотланд и начать осаду. Волынский, участвовавший в рекогносцировках, позднее вспоминал, что командующий «завел шанцы и воинские де люди утруждены были работами великими и излишне тем людям было от него изнурение». Неудачный штурм форта Гагельсберг в апреле стоил армии почти двух тысяч погибших.

После нескольких месяцев осады Миних вынудил Гданьск к капитуляции. Лещинский был вынужден второй раз бежать из Польши, французский флот обращен русскими кораблями в бегство, а его двухтысячный десант после нескольких схваток капитулировал и был отправлен в Петербург. Большинство польских вельмож перешли на сторону Августа III. Но Артемий Петрович этой победы уже не застал. Под предлогом нездоровья он отбыл из армии, о чем доложил Бирону: «…по особливому несчастию моему приключилась мне злая животная болезнь, и так был несколько в великой опасности к смерти, и хотя потом некоторую свободу и получил, однакож не только верхом на лошади стало невозможно ездить, но и пешим ходить зело трудно, и затем от генерал-фельдмаршала Миниха отпущен в Санкт Петербург и прибыл сюда в Кенигсберг, где, взяв доктора, пользуюся, и побыв здесь некоторое время для пользования моего, а потом паки буду продолжать до Петербурга по возможности путь мой».

В столице он вновь с головой ушел в заботы Конюшенной канцелярии. Ему предстояло принять прибывших из Италии неаполитанских жеребцов и устроить для них удобную зимовку в Лифляндии, чтобы «от стужи лошади не повредились». Он же вел переписку с искавшими места для создания конных заводов офицерами и на основании поступивших сведений сочинял особую «табель».

За заслуги на коннозаводском поприще Волынский в декабре 1734 года был награжден чином генерал-лейтенанта. К тому времени организационный период деятельности Конюшенной канцелярии завершился. Ее структура и служебные обязанности персонала были определены в изданных в 1733 году «Штате» и «Регламенте или Уставе конюшенном». Присутствие включало шесть членов (советников и асессоров), казначея и 46 канцелярских служителей (секретарей, переводчиков, канцеляристов, подканцеляристов, копиистов, сторожей); там же трудились 36 стремянных и задворных конюхов.