Deretter fikk han andre, diplomatiske oppdrag. Mellom 1782 og 1787 var han Sveriges chargé d'affaires i Wien. Siden reiste han til Warszawa for å lære seg mer om Polen og for å arbeide for at Polen skulle stå på Sveriges side mot Russland i det da pågående såkalte Gustav IIIs russiske krig. I 1788 ble han utnevnt til ministerresident og i 1790 til envoyé ved hoffet i Warszawa. I 1790–1791 medvirket han til å forsøke å få Gustav III valgt til polsk konge, dog uten fremgang. Han arbeidet også i høy grad for Sverige i krigen mot Russland og hadde en stor del av æren for alliansen mellom Preussen og Polen i 1790 som gav Sverige mektige allierte. Engeström fikk rettigheter som polsk adelsmann og var virksom i det politiske livet der.