В 1783 г. Семена Романовича назначили полномочным министром в Венецию.
В 1785 г. – в Лондон, где он пробыл целых 20 лет, т.е. до 1806 г.
Когда возобновилась война между Россией и Турцией, в числе тайных инструкторов-«спонсоров» последней оказалось британское правительство. Быстро освоившись с государственным устройством Англии, характерами её главнейших государственных деятелей и стремлениями англосаксов, Воронцов с твёрдостью и достоинством достиг разоружения флота, снарядившегося в помощь Турции. Более того, он возобновил торговый трактат России с Великобританией (1793), по которому, если и предоставлялись некоторые льготы английским купцам в русских владениях, то исключительно благодаря заключённому незадолго перед тем оборонительному союзу России с Англией, ввиду событий Французской революции (январь 1793 г. – осуждение и казнь Людовика XVI). Теперь Воронцову пришлось вести переговоры о поддержке изгнанных Бурбонов и их партии, мечтавшей произвести во Франции контрреволюцию, между тем как в возможность этого не верило ни правительство Великобритании, ни сам Семён Романович.
Вмешательство в эти дела временщика П. Зубова, прямые, доходившие до резкости ответы посла не только в частных письмах, но и официальных бумагах – способствовали значительному охлаждению к нему императрицы Екатерины II. Воронцов расходился со своим правительством и по вопросам о вооружённом нейтралитете, который он находил невыгодным для России; о польских разделах, которые называл противными идее справедливости и возмущающими общественное мнение Западной Европы; о заселении британскими каторжниками Крыма, которое ему удалось отклонить; о замещении дипломатических должностей лицами иностранного происхождения, которых он называл «невеждами» и «проходимцами».
С воцарением Павла I С. Р. Воронцов был повышен в звание чрезвычайного и полномочного посла в Лондоне, произведен 24 ноября 1796 г. в чин генерала от инфантерии (хотя уже 22 года не был в армии!), а ещё через год возведён в графское достоинство Российской империи и одарён населёнными имениями в Финляндии. Не изменили к нему милостивого отношения Павла I ни самовольная задержка в Англии эскадры адмирала Макарова, ни отказ от предложенных ему званий вице-канцлера и канцлера. Только натянутые отношения к Англии и сближение с Францией привели Павла I к мысли о непригодности Семена Романовича в качестве посла в Англии; в 1800 г. ему была дана отставка, с высочайшим разрешением остаться на «ПМЖ» в Лондоне.