Ab 1801 bis zu seinem Tod 1822 war Castlereagh Mitglied des Unterhauses im nunmehrigen Parlament des Vereinigten Königreichs. 1802 trat er als Präsident des Board of Control in die Regierung Addington ein. Nach der Rückkehr Pitts an die Regierung übernahm er 1805 zusätzlich für ein knappes Jahr das Amt des Kriegs- und Kolonialministers ("Secretary of State for War and the Colonies"). An der nach Pitts Tod Anfang 1806 gebildeten Regierung aller Talente beteiligte er sich nicht. Unter dem Herzog von Portland amtierte er von 1807 bis 1809 erneut als Kriegs- und Kolonialminister und war so maßgeblich an der Planung der britischen Feldzüge gegen Kaiser Napoleon Bonaparte beteiligt. Nach einem durch den desaströsen Verlauf der Walcheren-Expedition ausgelösten Duell Castlereaghs mit Außenminister George Canning 1809 mussten beide aus ihren Ministerämtern ausscheiden.