Se unió a un regimiento de húsares, y cuatro años después, en 1847, fue destinado al Cáucaso, donde permanecería por espacio de veinte años, distinguiéndose como oficial de caballería y hábil administrador.

Fue ministro del interior del zar Alejandro II de Rusia a quien propuso un vasto sistema de reformas, que deberían conducir a un sistema parlamentario en Rusia.

Estas reformas buscaban poner término a las razones de descontento popular que se expresaban principalmente por atentados dirigidos por grupos nihilistas y anarquistas contra el sistema imperial.

Lamentablemente el atentado asesino contra el zar, impuso a su hijo y sucesor Alejandro III de Rusia no aplicar las reformas de Lorís-Mélikov.

Presentó su renuncia al zar en mayo de 1881 y murió en la ciudad francesa de Niza en 1888.