Mannerheimistä tuli helmikuussa 1809 Porvoon valtiopäivien jäsen ja toimi Suomen suuriruhtinaskunnan hallituskonseljissa talousosaston jäsenenä ja kansliatoimituskunnan päällikkönä aina vuoteen 1816. Hän toimi Turun ja Porin läänin maaherrana 1816–1826. Samaan aikaan Mannerheim kutsuttiin senaatin talousosaston jäseneksi uudelleen 1820 ja Robert Wilhelm De Geerin kuoltua myöhemmin samana vuonna hänestä tuli sen vanhin jäsen. Hänet nimitettiin sen ensimmäiseksi varapuheenjohtajaksi, missä tehtävässä hän toimi 1822–1826. Virka vastasi periaatteessa nykyistä Suomen pääministerin virkaa.