В мае 1794 года Михаил Виельгорский вернулся в Польшу и принял активное участие в восстании под руководством Тадеуша Костюшко. 4 июня после отставки Якуба Ясинского генерал-лейтенант Михаил Виельгорский был назначен командующим литовской повстанческой армии. Руководил военными операциями в Великом княжестве Литовском и обороной Вильно. Не имел поддержки в Литве, не имел харизмы и энергии своего предшественника. После капитуляции Вильны подал рапорт об отставке, но позднее участвовал в обороне Праги (пригорода Варшавы).