У квітні 1833 року М. Лазарєва призначили віце-адміралом, а в грудні того самого року затвердили головним командиром Чорноморського флоту й усіх портів на Чорному морі та військовим губернатором міст Миколаєва і Севастополя. Відтоді розгорнулася його діяльність у поліпшенні корабельного складу й озброєння кораблів, організації та будівництві баз на Чорному морі, укріпленні й благоустрої Севастополя як головної військово-морської бази. Здійснювалося будівництво доків, майстерень, берегових укріплень, Севастопольського адміралтейства та його батарей, складів, казарм і бібліотеки. М. Лазарєв також розробив план перебудови Миколаївського адміралтейства, де було збудовано нові елінги, ливарний та канатний заводи, артилерійська, шлюпкова й щоглова майстерні, казарма в селі Спаському під Миколаєвом — новий будинок адміралтейства. Зусиллями М. Лазарєва, Чорноморський флот було створено майже заново. В Миколаєві, Севастополі, Херсоні було побудовано 17 лінійних кораблів, 9 фрегатів, 6 парових фрегатів, 7 корветів, 11 бригів, 11 шхун, 8 тендерів, 2 яхти, 28 пароплавів, 33 транспорти, 6 лоцманських суден, 25 канонерських човнів. Ці кораблі були стійкі, верткі, швидкохідні з потужним озброєнням, що стало в пригоді під час Кримської війни 1853—1856 років, коли чорноморські моряки перемогли османів у Синопській битві і в одинадцятимісячній обороні Севастополя.