Em 1817 foi chamado a exercer o cargo de ministro dos negócios estrangeiros. Como tal, viajou para o Rio de Janeiro, onde a corte portuguesa se encontrava desde as invasões francesas. No entanto, contrário à presença da corte no Brasil, e não em Lisboa, acaba por se demitir; só após a Revolução Liberal de 24 de agosto de 1820, e o subsequente regresso do rei, em 1821, Palmela aceitou o cargo; nessa altura foi incumbido de viajar ao Brasil e acompanhar o rei no seu regresso triunfal a Portugal.