Только в мае 1785 г. он прибыл в Британию и с 24 мая стал официально послом России в Лондоне, где ему предстояло провести 47 лет – всю оставшуюся жизнь. Вместе с ним были и двое его детей – трехлетний Михаил и полуторагодовалая Екатерина.
Воронцов не был достаточно знаком с дипломатией вообще, а в особенности с английский политической системой. Как писал он своему другу Ф. В. Ростопчину, который застал его в Лондоне «брошенного, помимо воли его и очень поздно, уже на закате дней, без всякой предварительной подготовки, на поприще совершенно чуждое его вкусам и привычкам; короче, политического новобранца, который приступал к изучению своего дела на 44-м году жизни…». Уже позже он так объяснял трудности посольских обязанностей в Великобритании, непостижимых для русских: «Здешняя миссия не похожа на прочие, ибо образ здешнего правления от других отличается, дела не идут, как в других землях. Двор и министерство не могут ничего сделать без обеих камер Парламента, в коих всегда бывают разные фракции, но и Парламент не так независим в своих действиях, как те думают, те, кои не знают совершенно Англию, ибо Парламент сам весьма зависим от расположения мыслей нации, которая во всех важных делах весьма действует на поведение обеих камер».
Воронцов установил деловые и дружеские отношения со многими представителями британской политической элиты, он активно работал для установления тесных отношений между двумя государствами. Воронцов писал: «любя Англицкую нацию и зная, что она любит Россию, мне прискорбно было видеть, что сии две земли будут теперь в отдалении интригами Берлинского двора и еще другого, который наипаче всех будет пользоваться нашим несогласием с Англиею».
Тогда Великобритания с подозрительностью наблюдала успехи русской экспансии и, как могла, вместе с Пруссией противодействовала ей. Дело дошло до того, что премьер-министр Уильям Питт объявил о мобилизации флота, а для России война была бы гибельна. Воронцов, понимая, насколько важно выражение общественного мнения для правительства Англии, стал действовать решительно: он встречался с лидерами оппозиции, убеждал их противодействовать военным планам правительства, издавал множество брошюр, где доказывал невыгодность для Англии разрыва отношений, и что было особенно важно, торговых, с Россией. Он добился того, что созывались митинги, на которых требовали остановить посылку флота. В конце концов правительство было вынуждено отступить.
Русский посол, как ни удивительно, порой не соглашался со своим правительством. Так, он был против захвата и раздела Польши, который называл противным идее справедливости; расходился по вопросу о вооруженном нейтралитете, который он считал невыгодным для России; не согласился со вздорной идеей заселить Крым британскими каторжниками…
Он позволял себе спорить с временщиком Платоном Зубовым, вследствие чего его обходили по службе и изводили придирками. Воронцов, «наскучив постоянными гонениями», решил было оставить службу, но остался из-за сына, которому он решил дать лучшее в мире английское образование.
Русское посольство и дом Воронцова были центром для немногочисленной русской колонии и гостеприимным местом для русских путешественников. Карамзин писал в «Письмах русского путешественника» о пребывании в Англии: «Всего чаще обедаю у нашего посла, графа С. Р. Воронцова, человека умного, достойного, приветливого, который живет совершенно по-английски, любит англичан и любим ими. Всегда нахожу у него человек пять или шесть, по большей части иностранных министров. Обхождение графа приятно и ласково без всякой излишней короткости. Он истинный патриот, знает хорошо русскую историю, литературу и читал мне наизусть лучшие места од Ломоносова. Такой посол не уронит своего двора».
Он много раз просился в отставку – здоровье подводило, да и года давали себя знать. В 1806 г. Воронцов покинул службу, проведя на посту посла в сложное время отношений России и Англии более двадцати лет, но остался в Англии и ради детей, и потому, что Англия стала для него вторым домом (хотя он так и не говорил по-английски!). Сын Михаил воспитывался отцом, который составлял программы его обучения, нанимал лучших учителей. Михаил, проведший молодость вдали от России, свободно говорил по-русски, прекрасно знал английский и французский, греческий и латынь, изучал математику, архитектуру, естественные науки, вместе с отцом бывал на заседаниях парламента, знакомился с промышленными предприятиями. Отец был убежден, что Россия освободится от позорного крепостного рабства и воронцовские имения перейдут к крестьянам, поэтому его сын обучался столярному ремеслу, чтобы он мог прокормить себя.
