По его инициативе в 1863 году в Пятигорске было организовано Русское бальнеологическое общество, объединявшее врачей, горных инженеров, геологов, химиков. Оно сыграло выдающуюся роль в изучении района. Общество издавало свои «Записки», публикуя научные работы по медицине и геологии. В 1863 году началось периодическое издание «Листка» для гостей Вод – одной из первых курортных газет в России. Были созданы бактериологическая и химическая лаборатории, начались систематические метеорологические наблюдения.

18 декабря 1862 года Кавказским наместником и Главнокомандующим Кавказской армией был назначен Великий князь Михаил Николаевич Романов (1832–1909). Он оставался наместником Кавказа в течение последующих двух десятилетий. Под его руководством были окончательно покорены Чечня, Дагестан и Западный Кавказ. В июне 1864 года окончилась Кавказская война. В мирных условиях великий князь провел удачные реформы: освобождение крестьян от крепостной зависимости, реформу крестьянского и народного управления, судебную, административную и военную реформы, улучшение путей сообщения и финансов. С началом Русско-турецкой войны 1877–1878 годов великий князь стал главнокомандующим на кавказском театре военных действий. В сражении 2 и 3 октября 1877 года на Аладжинских высотах турецкая армия была полностью уничтожена, потеряв только убитыми 15 000 человек. Остатки армии Мухтара-паши бежали к Карсун Зевину. Вся бывшая у турок артиллерия досталась русским. 16 апреля 1878 года великий князь Михаил Николаевич за отличия в Русско-турецкой войне был произведен в генерал-фельдмаршалы.

После гибели императора Александра II и восшествия на престол Александра III (1881–1894) великий князь Михаил Николаевич (дядя нового императора) был назначен председателем Государственного совета и состоял в этой должности до 1905 года.

1863 год вновь отмечен посещением Кавказских Минеральных Вод великими деятелями культуры России. Здесь побывали и лечились художник Василий Васильевич Верещагин (1842–1904) и вторично композитор Милий Алексеевич Балакирев (1836/1837—1910), который 29 июля дал концерт в Железноводском вокзале. Следующий концерт он дал в конце июня 1868 года в Николаевском вокзале.

Великий князь М.Н. Романов

М.А. Балакирев

В 1875 году Владикавказскую железную дорогу довели до Минеральных Вод, в 1893 году – до Кисловодска, а в 1895 году – до Железноводска. Бурно развивалось курортное хозяйство. В Кисловодске были построены гостиницы «Гранд-отель» (ныне санаторий «Нарзан») и «Россия» (ныне курортная поликлиника). На курортах открылись новые крупные водолечебницы: в Пятигорске – Новосабанеевские (ныне Пушкинские), Тиличеевские (ныне Пироговские), в Ессентуках – Николаевские (ныне Верхние) и Нижние, в Кисловодске – Главные нарзанные, в Железноводске – Островские ванны.

Для лечения здесь начинают использовать (впервые на курортах России) такие ресурсы, как лечебная грязь озера Большой Тамбукан, пересеченный рельеф и местный климат. В Ессентуках и Пятигорске сооружаются грязелечебницы, лечебная грязь успешно используется на Железноводском курорте. В курортных парках пролегли маршруты терренкура, популярным занятием отдыхающих стали экскурсии на соседние курорты Кавминвод, к Медовым водопадам, Кольцо-горе, на Машук и Бештау, а также на Бермамыт.

Общероссийские проблемы продолжали сказываться и на курорте. В 1877 году началась новая Русско-турецкая война. Немедленно активизировались чеченские банды, расправлявшиеся прежде всего с мирным населением. Пришлось начальнику Терского казачьего войска А.П. Свистунову принять срочные меры по обеспечению безопасности отдыхающих на Кавминводах. А вскоре с болгарского фронта стали поступать на излечение раненые. Император Александр II лично контролировал процесс их излечения, периодчески заслушивая доклады из Кавказских Минеральных Вод.