30 октября 1786 г. договорился с Новгородским и Санкт-Петербургским митрополитом Гавриилом (Петровым) о командировании около сотни учащихся из Киевской духовной академии, Черниговской и Переяславской семинарий и других духовно-учебных заведений. Часть воспитанников была послана в Великобританию для усовершенствования в знаниях. После окончания учёбы за границей они были направлены учителями во вновь открытые главные народные училища. На педагогическую работу уходило так много воспитанников духовных школ, что в 1804 г. Новгородский и Санкт-Петербургский митрополит Амвросий (Подобедов) был вынужден отказать П.В. Завадовскому в просьбе о переводе студентов из Санкт-Петербургской духовной академии в ведомство Министерства народного просвещения. В 1786 г. П.В. Завадовский стал управляющим учреждённым по его проекту Государственным заёмным банком (с 1794 г. – главным директором), 31 августа 1787 г. – членом Совета при Её Императорском Величестве, 29 января 1791 г. – председателем Комиссии для обсуждения вопроса о заготовке и снабжении солью внутренних губерний России. В 1793 г. (по другим данным, в 1794 г.) император Священной Римской империи Франц II даровал П.В. Завадовскому титул графа Священной Римской империи, позже император Павел I также возвёл его в графское достоинство. 1 января 1795 г. П.В. Завадовский получил чин действительного тайного советника. 8 августа 1798 г. назначен главным директором Ассигнационного банка. Был инициатором преобразования Медико-хирургической школы в академию (1798 г.), принял участие в разработке её устава. По его предложению российские медики были отправлены за границу для стажировки. 6 ноября 1799 г. уволен со службы вследствие хищения, совершённого сотрудником Ассигнационного банка, выслан в своё поместье село Ляличи Малороссийской губернии под присмотр полиции. После прихода к власти императора Александра I опала закончилась. 18 апреля 1801 г. П.В. Завадовский вошёл в состав Непременного совета и стал сенатором, 5 июня того же года назначен председателем Комиссии составления законов (до 1803 г.). В 1801 г. дважды рекомендовал Александра Николаевича Радищева в члены комиссии, ходатайствовал о повышении ему жалованья и о возвращении ордена св. Владимира четвёртой степени. В результате А.Н. Радищеву был возвращён орден, 6 августа 1801 г. он был назначен членом комиссии. 8 сентября 1802 г. П.В. Завадовский стал первым в истории России министром народного просвещения. В ведении министерства находились Санкт-Петербургская Академия Наук, Российская академия, университеты, гимназии и другие учебные заведения, включая низшие и начальные. Кроме того, оно курировало цензуру, периодические издания, типографии, библиотеки, музеи. С 1803 г. по его инициативе издавалось «Периодическое сочинение о успехах народного просвещения» – первый печатный орган министерства. При нём 12 декабря 1802 г. был открыт Дерптский (ныне Тартуский) университет. 4 апреля 803 г. Главная Виленская школа (на базе Виленской академии) была преобразована в Виленский университет. 18 июля того же года при нём по ходатайству П.В. Завадовского была учреждена Главная семинария для католического и униатского духовенства, 12 декабря 1805 г. был принят её устав.