Сын обер-церемониймейстера графа Ивана Илларионовича Воронцова-Дашкова (1790–1854), из дворян Санкт-Петербургской губернии. В 1855 г. поступил в Императорский Московский университет. 8.4.1856 поступил унтер-офицером на правах вольноопределяющегося в лейб-гвардии Конный полк. 8.10.1857 получил звание эстандарт-юнкера. 25.3.1858 произведен в корнеты за отличие по службе. Участник Кавказской войны. 25.6.1859 командирован в распоряжение главнокомандующего Кавказской армией 17.9.1859 произведен в поручики (утвержден 26.3.1859). 24.8.1860 назначен адъютантом главнокомандующего Кавказской армией. 21.9.1861 произведен в штабс-ротмистры за отличие по службе. В 1861 г. назначен командиром конвоя главнокомандующего Кавказской армией. 17.11.1862 произведен в ротмистры за боевые отличия. 25.12.1862 назначен флигель-адъютантом его императорского величества. 4.4.1865 произведен в полковники. 8.8.1866 произведен в генерал-майоры (со старшинством с 28.10.1866, установлено 30.8.1872) с зачислением в Свиту его императорского величества и с назначением помощником губернатора Туркестанской области. 15.10.1867 назначен командиром лейб-гвардии Гусарского полка. 2.10.1873 назначен командиром 2-й бригады 2-й гвардейской кавалерийской дивизии.14.9.1874 назначен начальником штаба Гвардейского корпуса. 27.10.1874 назначен членом Главного комитета по устройству и образованию войск с оставлением в должности. 1.12.1874 назначен член совета Главного управления государственного коннозаводства с оставлением в должностях. 19.2.1875 назначен генерал-адъютантом его императорского величества с оставлением в должностях. 30.8.1876 произведен в генерал-лейтенанты. Участник русско-турецкой войны 1877–1878 гг. С 31.5.1877 по 27.7.1877 состоял при наследнике цесаревиче в Действующей армии. 9.9.1877 назначен командующим Гвардейским корпусом. 8.10.1877 назначен начальником кавалерии Рущукского отряда. 1.2.1878 назначен состоять при наследнике цесаревиче и покинул Действующую армию. 23.7.1878 отчислен от должности начальника штаба Гвардейского корпуса с оставлением в остальных должностях и званиях. 12.10.1878 назначен начальником 2-й гвардейской пехотной дивизии с оставлением в остальных должностях и званиях. В марте 1881 г. стал одним из организаторов Священной дружины, тайной организации, созданной для охраны государственного строя. С 4.4.1881 по 11.9.1881 по личному, неопубликованному, повелению императора Александра III был главным начальником охраны его императорского величества, разработал новую систему организации охраны. 8.4.1881 отчислен от должности начальника 2-й гвардеской пехотной дивизии с оставлением в остальных должностях и званиях. 1.6.1881 назначен главноуправляющим государственным коннозаводством с оставлением в остальных должностях и званиях. 18.8.1881 назначен министром императорского двора и уделов и канцлером Российских императорских и царских орденов с оставлением главноуправляющим государственным коннозаводством и генерал-адъютантом. 30.8.1890 произведен в генералы от кавалерии. 13.4.1897 назначен членом Особого совещания по делам дворянского сословия с оставлением в должностях. 6.5.1897 оставил должности министра императорского двора и уделов, канцлера императорских и царских орденов и главноуправляющего государственным коннозаводством, назначен членом Государственного совета с оставлением генерал-адъютантом. 22.1.1902 назначен членом Особого совещания о нуждах сельскохозяйственной промышленности с оставлением в должностях. 8.4.1904 избран председателем Главного управления РОКК. 26.2.1905 назначен наместником на Кавказе с оставлением членом Государственного совета и генерал-адъютантом и сложением обязанностей председателя Главного управления РОКК. Участник Первой мировой войны. 30.8.1914 назначен главнокомандующим Кавказской армией. 23.8.1915 назначен состоять при особе его императорского величества с оставлением членом Государственного совета и генерал-адъютантом. 16.1.1916 исключен из списков умершим.
Был владельцем 107 тыс. десятин земли во Владимирской, Московской, Тамбовской, Ярославской и др. губерниях.
Жена (с 29.1.1867): Елизавета Андреевна (урожденная графиня Шувалова) (25.7.1845–28.7.1924). Дети: Иван (29.4.1868–8.12.1897), Александра (в замужестве графиня Шувалова) (25.8.1869–11.7.1959), Софья (в замужестве Демидова) (9.8.1870–16.4.1953, Афины), Мария (в замужестве графиня Мусина-Пушкина) (6.9.1871–13.9.1927), Ирина (в замужестве графиня Шереметева) (2.12.1873–3.1.1959), Роман (24.6.1874–1.4.1893), Илларион (12.5.1877–20.4.1932), Александр (10.4.1881–4.10.1938).
