Na zijn terugkeer uit de, inmiddels voormalige, Amerikaanse koloniën was Cornwallis tot twee keer toe gouverneur-generaal van Brits-Indië (1786 - 1792 en 1805). In deze hoedanigheid was hij verantwoordelijk voor de Permanent Settlement van 1793, een hervorming van de landbelastingen met verregaande consequenties voor de landbouw in het Britse Rijk. Cornwallis had van de East India Company de opdracht conflicten met de inheemse heersers te vermijden. Dit weerhield hem er niet van de Derde Oorlog tegen het sultanaat Mysore te voeren. Tipu Sultan van Mysore was al langer een gezworen vijand van de Britten. In 1784 was een voor de Britten onvoordelige vrede getekend en Cornwallis zag uit naar een kans om zijn in Amerika geschonden militaire reputatie te herstellen. De directe aanleiding van de oorlog was Tipu's bedreiging van Travancore, een Britse bondgenoot die van groot belang was voor de specerijenhandel van de East India Company. De oorlog was een succes voor de Britten. Ondanks felle tegenstand kon Mysore niet tegen de overmacht op. Toen Cornwallis in februari 1792 het beleg opsloeg voor Tipu's hoofdstad Srirangapatna was de laatste gedwongen een voor hem nadelige vrede te tekenen.