Moltke overtog styrelsen af Slesvig og optrådte her strengt mod, hvad der i hans øjne var statsopløsende tendenser, enten disse så udgik fra slesvig-holstenere eller Ejderdanske. Således forbød han "Dagbladet" og "Fædrelandet" såvel som de slesvig-holstenske presseorganer, og hverken forsamlings-, forenings- eller petitions-frihed tolereredes. På affattelsen af forfatningslovene for hertugdømmerne øvede han stor indflydelse, og det skyldtes væsentlig ham, når de både blev så ensartede, som tilfældet var, og desuden fjernede sig så stærkt fra de i kongeriget gældende demokratiske forfatninggrundsætninger. Mod slesvig-holstenismen og oprøret 1848 udtalte han i en skrivelse til kommissarius ved de slesvigske stænder sin skarpeste fordømmelse, medens han uændret opretholdt de så stærkt anfægtede sprogreskripter, som F.F. Tillisch havde indført. Moltke aftrådte tillige med det øvrige Ørstedske ministerium december 1854 og var, skønt der siden skete henvendelse til ham om at overtage ministeriet for Holsten, ikke at bevæge til at modtage nogen portefølje under Frederik VII's regering. Først da ministeriet Monrad 11. juli 1864 måtte fratræde, og den nationalliberale æra dermed var til ende, indtrådte han på ny i regeringen som minister uden portefølje under sin gamle chef C.A. Bluhme. Sygdom havde dog nu nedbrudt Moltkes kraft, og allerede 5. juli 1865 trådte han ud af ministeriet. Han døde 12. april 1866 på godset Assiden i Lifland hos sin svigersøn, baron Herman Bagge af Boo.