Han var kabinettssekreterare i årene 1876 til 1886 da han ble utsending for Sverige og Norge i Berlin, en post han hadde fram 1899, da han ble utenriksminister. Lagerheim arbeidet for en løsning av Konsulatsaken og var derfor innstilt på å imøtekomme de norske kravene, noe som førte til at han måtte gå av i 1904.