С.Р. Воронцов, как и вся семья Воронцовых, за исключением Е.Р. Дашковой, 28 июня 1762 г. хранили верность Императору Петру Федоровичу, рискуя многим, но честь была дороже жизни. Спустя десятилетия Семен Романович вспоминал об этом «ужасном» дне, как окрестил он его в «Автобиографии»: «Мне тогда было всего 18 лет; я был нетерпелив, как француз, и вспыльчив, как сицилиец. Я пришел в неразрывную ярость при этом известии о перевороте, обнаружившем мне всю важность измены, которая мне стала более понятна, чем самому рассказчику, так как я знал кое-какие обстоятельства, пояснившие дело. Полагаясь, однако, на верность Преображенского полка, я не думал, чтоб мятежники могли иметь перевес»[16].
Если Отечеству угрожала опасность, долг дворянина был одним из первых выступить на его защиту, показывая своими делами, что, подобно предкам, достоин носить это звание. В конце осени 1768 г., когда Турция объявила войну России, граф С.Р. Воронцов просит графа Чернышева принять его на службу и отправить в армию, на что Чернышев заметил, что представит доклад о Семене Романовиче как единственном офицере, пожелавшем во время войны вернуться в армию, тогда как он имеет уже более 400 просьб об увольнении.
Началась служба С.Р. Воронцова под началом великого полководца своего времени П.А. Румянцева. Он участвовал со своим батальоном во всех сражениях, походах 1770 г. За битву при Ларге С.Р. Воронцов получает орден Святого Георгия 4-й степени. При Кагуле Воронцов первый вступил со своим батальоном в ретраншемент неприятеля и, отбив два знамени Московского полка, разбитого незадолго до этого, захватил 40 пушек. П.А. Румянцев прямо на поле боя составляет рапорт Императрице об удачных действиях Воронцова и Ельчанинова, отличившихся в этот день. За Кагул С.Р. Воронцов был произведен в полковники и получил крест Святого Георгия 3-й степени. «С этого времени прекратились мои успехи на военном поприще и начался для меня ряд неудач по службе: ибо после этой кампании, несмотря на свое усердие, на одобрение и похвальные отзывы фельдмаршала, меня постоянно обходили наградами»[17]. С.Р. Воронцов пишет в автобиографии, что покинул бы службу, но особое отношение к нему фельдмаршала П.А. Румянцева и понимание того, что оставить армию во время боевых действий бесчестно, заставляет его остаться.
В 1774 г. между Турцией и Россией в селении Кайнарджи был заключен мир, причем С.Р. Воронцову было поручено вместе с П.В. Завадовским изложить все статьи на итальянском языке. С.Р. Воронцов вместе с князем Н.В. Репниным отвозил мирный договор с ратификацией визиря. Н.В. Репнин произведен был в генерал-аншефы, а Воронцов в бригадиры, несмотря на то, что князь Николай Васильевич не скрывал, что Воронцов участвовал в составлении статей трактата и лишь из-за своей деликатности не повез первое известие о мире. Положение С.Р. Воронцова усугублял тот факт, что он отказал князю Потемкину служить в Преображенском полку премьер-майором (князь Потемкин был подполковником этого полка). Нелюбовь к гвардейским полкам из-за событий 1762 г. сохранится у С.Р. Воронцова фактически на всю жизнь. Князь Потемкин воспринял отказ как проявление высокомерия и надменности со стороны Семена Романовича и надолго сохранил это в своей памяти.
