W roku 1763 (22 marca) otrzymał nominację na kuchmistrza Wielkiego Księstwa Litewskiego (z urzędu tego ustąpił dopiero w roku 1775).
Służbę wojskową rozpoczął od funkcji rotmistrza chorągwi pancernej 1. pułku wojsk koronnych. Wkrótce potem (w roku 1755) awansował na pułkownika.
Po śmierci Wettyna, Wielhorski znalazł się w opozycji do nowego króla. Jako poseł województwa wołyńskiego na Sejmie Czaplica w 1766 rokuDyaryusz seymu walnego ordynaryinego odprawionego w Warszawie roku 1766 ..., brak paginacji. Mowa J. W. JMci Pana Wielhorskiego Kuchmistrza W. X. Litt: Posła Wołyńskiego, na Seymie Ordynaryinym Warszawskim miana Roku 1766. Dnia 30. Octobris. wystąpił z obroną liberum veto, jako jeden z przywódców opozycji występującej przeciwko reformom rodu Czartoryskich. Efektem wniosku (popartego przez ambasady Prus i Rosji groźbą zbrojnej interwencji) było uchwalenie „Ubezpieczenia głosu wolnego” ograniczającego wprowadzone w 1764 głosowanie większością do spraw skarbowych nie wymagających wprowadzenia nowych podatków lub powiększenia dotychczasowych, gwarantujące zaś jednomyślność w sprawach statusVolumina Legum t. VII s. 200, Władysław Konopczyński Liberum veto s. 413–415.. Członek konfederacji radomskiej w 1767 rokuAleksander Kraushar, Książę Repnin i Polska, t. I, Warszawa 1900, s.