Родился в семье поэта-шутника Дмитрия Петровича Горчакова и его жены Натальи Фёдоровны, урождённой Боборыкиной. В службу вступил юнкером в 1807 г. и в том же году произведён в прапорщики гвардейской артиллерии. Участвуя в кампании 1808-1809 гг. в Финляндии, в 1810-1811 гг. — в Турции, в Отечественной войне и в кампании 1813—1815 гг., Горчаков получил все чины до полковника включительно. С 1820 по 1825 гг. управлял Имеретией, подавлял восстание мятежных грузинских и абхазских князей, командовал казачьей линией в Екатеринограде. В период русско-турецкой войны 1828-1829 гг. - командир 18-й пехотной дивизии, отличился при штурме Силистрии. В 1836-1850 гг. был западно-сибирским генерал-губернатором. Во время управления Западной Сибирью ему удалось в 1839 г. перенести Главное управление из Тобольска в Омск, при нем началось пароходное движение на Иртыше. Активно способствовал расширению российских границ на юге казахских степей, вел активную борьбу против султана Кенесары Касымова, подавил восстание Пиетомина Ваули в Березовском округе и волнения крестьян Курганского округа в 1843. Выступал против распространения на Сибирь реформы П.Д. Киселева, противодействовал переселению крестьян из Европейской России и высказывался против развития земледелия у казахов. Действия Горчакова вызвали недовольство как местной общественности, так и высшего начальства. Был уволен с поста генерал-губернатора, а в Западную Сибирь была направлена в 1851 г. комиссия под руководством Н.Н. Анненкова. В Лондонском "Колоколе" А.И. Герцена опубликована статья Г.Н. Потанина "К характеристике Сибири" о правлении Горчакова.