Ради Разумовского императрица согласилась воссоздать упразднённое к тому времени гетманское достоинство и в 1750 году отправила его управлять Гетманщиной. 2 (13) августа 1750 года императрица подписала указ о новом титуле Разумовского. Отныне он титуловался «Ея Императорского Величества гетман всея Малыя России, обоих сторон Днепра и войск запорозских, действительный камергер, Академии наук президент, лейб-гвардии Измайловского полку подполковник, орденов святого Александра, Белого орла и святой Анны кавалер, граф Кирила Григорьевич Разумовский». В своих двух столицах — Глухове и Батурине — Разумовский окружил себя придворными, завёл итальянскую оперу и французский театр. Свои указы он формулировал не менее самодержавно, чем то было принято в Петербурге: «Мы заблагорассудили… Мы повелеваем…» Выписанный с берегов Невы архитектор Квасов принялся за возведение дворцовых резиденций. В дальнейшем Разумовский продолжал уделять особое внимание дворцовому и церковному строительству в Малороссии, стремясь приблизить его к столичной архитектуре. Неотступно следовал за покровителем и Теплов, женившийся к тому времени на его двоюродной сестре. До Елизаветы доходили весьма неблагоприятные сведения о порядках, которые Разумовский завёл на вверенных ему территориях. Валишевский отмечает, что при всех обнадеживающих задатках молодой гетман нередко «подпадал под влияние алчных родных и испорченной среды, окружавшей его». Императрицу засыпали жалобами на мздоимство Разумовского, на то, что под его управлением крестьяне нищают, а его родственники сказочно обогащаются. В 1754 г. она вызвала Разумовского для объяснений в Москву. Тогда же власть гетмана была серьёзно ограничена, отменялись таможенные сборы на имперско-гетманской границе, к гетману был приставлен резидент из генералитета. Елизавета также запретила Разумовскому переписываться с иностранцами. Территория, управляемая гетманом, была сокращена — в 1756 году запорожское казачье войско было подчинено Сенату. После трёхлетнего пребывания при императорском дворе Разумовскому было дозволено возвратиться в свою глуховскую резиденцию. Но уже в конце того же 1757 года он спешит обратно на север по делам Академии наук. После учреждения в 1755 году Московского университета Г.Н.Теплов, составлявший устав университета в Москве, предлагает Разумовскому свой проект по организации аналогичного учреждения для малороссов в Батурине. На рубеже 1750-х и 1760-х Кирилл Разумовский в полной мере проявляет себя как зрелый государственный деятель: хлопочет о повышении довольства малороссийских казаков, отстаивает права Малороссии в Сенате, по возвращении в Глухов разворачивает программу далеко идущих преобразований в духе Просвещения, включая введение регулярного строя полков и восстановление старинного судопроизводства.
Батуринский дворец Кирилла Разумовского.
Всё короткое правление Петра III гетман провёл в Петербурге в приготовлениях к походу против Дании, у которой император мечтал отобрать голштинские владения своих предков. Как командир Измайловского полка он сыграл важную роль в приходе к власти Екатерины и стал её доверенным лицом. Манифест о восшествии на престол был напечатан в типографии возглавляемой им Академии наук. В надежде на то, что гетманский титул станет наследственным в роду Разумовских, Кирилл вернулся в Глухов, дабы продолжить начатые преобразования. Между тем мысль о появлении в «подбрюшье» России обширного княжества во главе с династией Разумовских не пришлась Екатерине по вкусу, и в её окружении скоро возобладало мнение о необходимости отмены гетманства. Одним из главных инициаторов упразднения гетманства был Г.Н.Теплов, составивший знаменитый документ «О непорядках, которые происходят от злоупотребления прав и обыкновений, грамотами подтверждённых Малороссии». В нём Теплов, будучи главой гетманской канцелярии при Разумовском, изобличает институты канцелярии в несостоятельности, кратко излагает историю утверждения гетманской канцелярии в России, причины коррупции в Малороссии, и приходит к выводу, что для улучшения положения малороссийских крестьян необходимо провести ротацию вельмож, а институты Гетманщины полностью заменить, по причине их неэффективности и в силу грабительских притязаний казацкой старшины, облечённой грамотами на крестьянские земли.

Разумовский был вызван ко двору, где у него затребовали прошение об отставке. Указ об упразднении гетманского достоинства вышел 21 ноября 1764 года. В качестве компенсации Разумовский получил чин генерала-фельдмаршала, хотя не имел боевого опыта. Последующие два года он провёл за границей. После смерти в 1771 году графини Разумовской полновластной «хозяйкой» Батуринского дворца сделалась племянница фельдмаршала — Софья Апраксина. Её безграничное влияние на старого графа вызывало многочисленные кривотолки. Помимо малороссийских поместий, Разумовский обустроил на Пахре поместье Поливаново и подолгу живал в подмосковной усадьбе Петровское-Разумовское: «В подмосковном имении у него кормились всегда толпы малороссов, рылись пруды, главное, дававшие ему иллюзию далекой родины и доставлявшие случай вести длинные разговоры, в которых он вспоминал свой язык и годы детства». В Петербурге он владел роскошным дворцом на Мойке (дом 48, архитекторы А.Ф.Кокоринов, Валлен-Деламот). «Лишившись своего высокого официального положения, но ещё более обогатившись в 1771 г. смертью брата, оставившего ему сто тысяч крестьян, он начал себя держать с высокомерной независимостью, не лишенной величия, и, занимая особое положение, на неприкосновенность которого и сама Екатерина, по-видимому, не посягала, некоторым образом стал особняком среди толпы, сгибавшейся в три погибели под повелительным взором монархини. Когда в 1776 г. Григорий Орлов, вопреки закону, женился на двоюродной сестре, девице Зиновьевой, Разумовский как член Сената отказался подписать постановление, по которому супруги разводились и заточались в монастырь. Когда Потёмкин однажды вздумал принять его в халате, он ответил ему такой же вежливостью, появившись на балу фаворита в таком же костюме.» — К.Валишевский.

Воскресенская церковь, выстроенная по проекту А. Ринальди при дворце Разумовского в Почепе.
В последнее десятилетие жизни старый граф передал управление имениями в руки сына Алексея. В 1790-е гг. он возводит для себя ещё одну роскошную резиденцию в Малороссии, на этот раз в Яготине. В эти годы он выписал с австрийской фермы князя Лихтенштейна испанских овец, в Яготине разводил шелковицу и вводил шелководство, ввозил также сельскохозяйственные машины, заводил мельницы, в Батурине усовершенствовал свечную и суконную фабрики.
Есть предание, что Разумовский первым развёл на северо-востоке Малороссии пирамидальные тополя. Из-за боли в ноге он вынужден был отказаться от игры в бильярд, до которой смолоду был охотник. Переписка с сыном Алексеем велась им, против обыкновения аристократии того времени, на русском языке. Письма старого графа, хотя и пересыпаны сетованиями на слабое здоровье, имеют тон острый, насмешливый, с оттенком малороссийского юмора: «У нас после прекрасных дней сделалась погода чухонская, небо пёстрое, похожее на серую лошадь в яблоках, между которых и солнце иногда проскакивает. Погода холодная и сырая производит дождь, снег и крупу, а посему и я как разбитая лошадь, чувствую боль превеликую в груди. Спина, рёбра будто как дубьём понадломали. <…> Растаяло было всё, показывало приближение весны, но вдруг задуло по-зимнему, заморозило и дало пощёчину весне, которая гораздо, кажется, поотчалила.» Разумовский скончался в Батурине от инфаркта 9 января 1803 года; также он страдал сахарным диабетом. Толковали, что когда Павел I послал в Батурин справиться об одном из последних участников переворота против его отца, то гонец получил ответ: «Скажите его величеству, что я умер». Похоронен в местной Воскресенской церкви; пышное надгробие погибло (как и сама церковь) в 1941-1942 гг. Разумовский был награждён орденами Андрея Первозванного, Святого Александра Невского, Святой Анны I степени и Белого орла. Имя Разумовского присвоено Московскому государственному университету технологий и управления. По желанию императрицы Елизаветы 27 октября 1746 года Разумовский женился на фрейлине императорского двора Екатерине Ивановне Нарышкиной (1729—1771). У супругов было шесть сыновей и пять дочерей: Наталья Кирилловна (1747—1837), фрейлина, с 1772 года была замужем за Николаем Александровичем Загряжским (1743—1821); Алексей Кириллович (1748—1822), действительный камергер, тайный советник, сенатор, министр народного просвещения; Елизавета Кирилловна (1749—1813), фрейлина, с 1776 года была замужем за Петром Фёдоровичем Апраксиным (1728—1813); Пётр Кириллович (1751—1823), обер-камергер, в 1774 году против воли отца женился на фрейлине С.С.Черторыжской, урождённой Ушаковой (1746—1806); Андрей Кириллович (1752—1836), светлейший князь, дипломат; Дарья Кирилловна (1753—1762), скончалась девятилетним ребенком, похоронена в семейной усыпальнице своей матери в Верхне-Петровском монастыре; Анна Кирилловна (1754—1826), фрейлина, отличалась красивой наружностью, была замужем за В.С.Васильчиковым; Прасковья Кирилловна (1755—1808), фрейлина, против воли была выдана замуж за генерал-фельдмаршала И.В.Гудовича (1741—1820); Лев Кириллович (1757—1818), генерал-майор, был женат на Марии Григорьевне Голицыной, урождённой Вяземской (1772—1865); Григорий Кириллович (1759—1837), геолог, ботаник, литератор, жил почти постоянно за границей; Иван Кириллович (1761—1802), генерал-майор, командир Малороссийского гренадерского полка. Источники: Бантыш-Каменский, Д.Н. 14-й генерал-фельдмаршал граф Кирилл Григорьевич Разумовский // Биографии российских генералиссимусов и генерал-фельдмаршалов. В 4 частях. Репринтное воспроизведение издания 1840 года. Часть 1–2. — Москва: Культура, 1991. — 620 страниц — ISBN 5-7158-0002-1.