Po powrocie do Rosji objął stanowisko inspektora artylerii rezerwowej w ministerstwie wojny (1844–1855). W 1849 car Mikołaj I powołał go w skład Rady Państwa. Od 1854 Stroganow sprawował urzędy generał-gubernatorów kolejno: petersburskiego (do 1855) i noworosyjsko–besarabskiego (1855–1863). Jako generał-gubernator noworosyjsko-besarabski odstąpił od wcześniejszej polityki nieingerowania w skład etniczny i religijny ludności Krymu, popierając akcję sprowadzania chrześcijańskich osadników na Krym (na mocy specjalnej ustawy z 1862 r.) oraz umacniania pozycji prawosławia na półwyspie, w czym współpracował z biskupem chersońskim i taurydzkim InnocentymO. Figes, Wojna krymska 1853-1855. Ostatnia krucjata, Napoleon V, Oświęcim 2018, s. 389, ISBN 9788378898238..
Jako kierownik administracji lokalnej na tzw. „obszarze zasiedlenia” zauważał negatywny wpływ dyskryminacji Żydów na rozwój gospodarczy Imperium oraz jego politykę etniczno-kulturową na ziemiach byłej Rzeczypospolitej. Żywo korespondował w tej sprawie, ostatecznie przekonując do swoich wniosków ministra spraw wewnętrznych Siergieja Łanskoja. Proponowane reformy nie znalazły jednak poparcia cara Aleksandra II.