Für einen Zeitraum von fast vierzig Jahren galt Nesselrode als einer der führenden konservativen Politiker der Heiligen Allianz. Er begleitete Alexander I. auf den Aachener Kongress, den Troppauer Fürstenkongress, den Laibacher Kongress und den Veroneser Kongress. Unter Kaiser Nikolaus, der ihm 1826 bedeutende Besitzungen im südlichen und westlichen Russland verlieh, wurde er 1829 Vizekanzler, 1845 Kanzler des russischen Reichs. Seit 1834 war er Ehrenmitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg.