В 1788 г. в чине лейтенанта участвовал в сражении со шведами при Гогланде, а в 1790 г., командуя галерой «Орел», принимал участие в сражении при Роченсальме, обнаружив удивительное мужество, решительность и отвагу. Когда перед самым началом боя Муравьёв подошёл к адмиральскому кораблю и спросил, где ему следует находиться в бою, адмирал Литта ответил ему: «Un homme d’honneur saura trouver sa place» («Человек чести сумеет найти своё место»). Тогда Муравьёв под всеми парусами пошёл на неприятельскую линию, став между шведскими кораблями, открыл по ним огонь с обоих бортов: галера его была разбита, а сам он, раненый осколком гранаты, был взят в плен. По заключении Верельского мира вернулся в Петербург и состоял адъютантом при гр. Нассау-Зигене и адмирале Сенявине.