Однако с тех пор, как в 1855 г. Александр II значительно ослабил цензуру печатных изданий, беспокойство государственной безопасности стала доставлять не только эмиграционная, но и отечественная пресса. Долгоруков не уставал бить по этому поводу тревогу. В «нравственно-политическом обозрении» за 1860 г. он отмечал, что взгляды и суждения, высказываемые на страницах русских газет и журналов, «слишком свободны и даже опасны». Подчеркивая, что «журналистика подстрекает свойственное и без того настоящей эпохе брожение умов», начальник Третьего отделения убеждал императора, что «необузданность печати... есть величайшая опасность для сохранения существующего порядка». Врагом номер один стал для Долгорукова ведущий идеолог революционно-демократического лагеря Н.Г. Чернышевский. Руководимый им журнал «Современник» насчитывал 6 тысяч подписчиков – колоссальная цифра для того времени. Говоря об исключительной популярности публициста, Б.Б. Глинский отмечал: «На него и в обществе, и в правительственных кругах смотрели как на властителя тогдашних революционных дум, как на тайную пружину, которая приводит все окружающее в определенное движение, чей дух чувствуется в каждом проявлении тогдашней общественной оппозиции». С осени 1861 г. за Чернышевским устанавливается постоянное наблюдение. Не ограничиваясь этим, Третье отделение периодически перлюстрировало его корреспонденцию. Видя в демократической публицистике серьезную угрозу безопасности империи, Долгоруков посоветовал Александру II организовать специальную комиссию, наподобие той, которая рассматривала дело декабристов, для пресечения изданий антиправительственного направления. 19 июня правительство за «дурное направление» закрыло радикальные журналы «Современник» и «Русское слово», а 7 июля 1862 г. жандармский полковник Ракеев арестовал Чернышевского, который сначала был доставлен в Третье отделение, а оттуда по распоряжению начальника штаба Отдельного корпуса жандармов А.Л. Потапова препровожден в Алексеевский равелин Петропавловской крепости. Непосредственным предлогом для ареста писателя стало перехваченное у упомянутого выше П.А. Ветошникова письмо А.И. Герцена, в котором тот предлагал одному из сотрудников Чернышевского издавать «Современник» за границей. Тем не менее ни письмо Герцена, ни результаты девятимесячной слежки за Чернышевским, ни его статьи, опубликованные в «Современнике», поскольку в свое время все они были пропущены цензурой, не давали юридических оснований для его ареста. Это было вынуждено признать и само руководство Третьего отделения. Начавшийся политический процесс спасло то обстоятельство, что через месяц после ареста Чернышевского был схвачен его молодой сотрудник В.Д. Костомаров. Последнего обвинили в том, что в своей типографии он пытался напечатать революционную прокламацию «Барским крестьянам от их доброжелателей поклон». Чернышевский был объявлен основным автором воззвания и обвинен в политическом преступлении; в мае 1863 г. его дело было передано в Сенат. Хотя обвинение так и осталось недоказанным, тем не менее Чернышевский был признан виновным «в сочинении возмутительного воззвания, передаче оного для тайного печатания с целью распространения и в принятии мер к ниспровержению существующего в России порядка управления». Суд приговорил его к 14 годам каторги (Александр II смягчил срок до 7 лет) и пожизненному поселению в Сибири.

Десятилетняя карьера главы государственной безопасности окончилась неожиданно для него самого. Весной 1866 г. Долгоруков составлял отчет за предшествующий 1865 г., в котором отмечал укрепление позиций самодержавия за счет поддержки народа и патриотических чувств, проявленных русской армией при подавлении восстания в Польше. Большие надежды возлагал и на земства, в которых, по его мнению, успешно сочетаются местное самоуправление и монархическая власть; радовал его новый закон относительно прессы, позволяющий чиновникам закрывать политически вредное издание. Начальник Третьего отделения полагал, что эти факты привели к спаду «революционных и утопических настроений» в печати. Россия, заключал Долгоруков, твердо стала на путь реформ благодаря моральной силе правительства. Не успел он завершить свой оптимистический отчет, как 4 апреля 1866 г. бывший студент Московского университета Д.В. Каракозов стрелял в царя, и лишь случайность спасла жизнь Александру II. Этот выстрел открыл целую череду покушений на императора, предотвратить которые государственная безопасность оказалась не в состоянии. Хотя первая попытка цареубийства была неудачной, она не прошла бесследно ни для внутренней политики государства, ставшей поворачивать в сторону реакции, ни для императорского окружения, так или иначе связанного с прежним курсом. «Пуля Каракозова попала не в государя, но в целую толпу лиц, ему близких», – записал по этому поводу в своем дневнике А.А. Половцов. Одним из этих лиц оказался Долгоруков, который счел за лучшее подать в отставку через четыре дня после покушения. Александр II принял отставку. Впрочем, император не держал зла на него и уже через семь дней назначил Долгорукова обер-камергером своего двора. За десятилетия службы Долгоруков был награжден орденами Св. Владимира 4-й степени с бантом, Cв. Анны 2-й степени и высшим российским орденом – Св. Александра Невского.