В 1792 году назначен конфедерацией чрезвычайным и полномочным послом Польши в Санкт-Петербурге. Во время Восстания Костюшко в 1794 году заочно приговорён, вместе с семью другими виднейшими фигурами пророссийской партии, к смертной казни, которая была проведена in effigie 29 сентября. После Третьего раздела Польши, в мае 1794 года перешёл на русскую службу и 18 июля того же года был пожалован в действительные камергеры. За неделю до пожалования Виельгорского в камергеры, в Царскосельской придворной церкви состоялся обряд принятия православия четырёх малолетних сыновей графа, причем восприемницей была сама императрица.