Wichtige Ereignisse seiner Amtszeit waren 1849 die Intervention russischer Truppen in Ungarn zur Niederschlagung des Aufstands unter Führung von Lajos Kossuth gegen die Habsburger, sowie 1853 bis 1856 der Krimkrieg, der mit einer Niederlage Russlands endete. Nesselrode nahm an den Verhandlungen zum Pariser Frieden vom 30. März 1856 über die Beendigung des Krimkrieges teil.