正8年），第一次世界大战后，牧野作为日本次席大使出席巴黎和会，日本代表团名义上的首席代表首席是西园寺公望，可是实际上由牧野指挥，随员有近卫文麿和女婿吉田茂等。他在会上提交了《人种的差别撤废提案》。因其在和会上的表现，回到日本后大正天皇论功行赏，由男爵升为子爵，同时授旭日桐花大绶章。1921年（大正10年），受宫中某重大事件影响的中村雄次郎宫相辞任，元老松方正义选择牧野伸顕为继任者，2月19日正式就任宫内大臣。1925年（大正14年），牧野转任内大臣，1935年（昭和10年）离任。退任时被授予伯爵。昭