На Кавказе служил 32 года, принимал участие в 180 сражениях с горцами и турками.
С 1847 - адъютант Главнокомандующего Кавказскими войсками, князя М.С. Воронцова (1782-1856). В 1848 году он состоял в отряде князя Аргутинского-Долгорукова, действовавшего в Дагестане. Лорис-Меликов находился при взятии аула Гергебиля и был произведѐн за отличие в штабс-ротмистры.
В 1852 1851 году он участвовал в большой зимней экспедиции на левом фланге Кавказской линии в Большой Чечне, против известного Хаджи-Мурата, а свесны того же года находился на правом фланге линии при возведении укрепления на р. Белой и отражениях сил Магомета Эмина, и за отличия в военных действиях был произведѐн в ротмистры. <ref>Это время в жизни Лорис-Меликова отражено Львом Толстым в повести «Хаджи- ротмистр Мурат».</ref>Ротмистр лейб-гвардии Гродненского гусарского полка, офицер для особых поручений при Главнокомандующем войсками Кавказского военного округа - Наместнике Кавказа. В том же 1852 году произведен в подполковникивозрасте 28 лет был произведён в полковники.
В 1855 После этого он перешёл в состав войск, действовавших на Кавказской турецкой границе против турок, и отличился в двух известных сражениях – при Баяндуре и Башкадыкларе, в которых было нанесено сильное поражение турецким войскам под начальством Абди- полковник того же полка, начальник Карсской областипаши.
В 1856 1854 году ему было поручено сформировать отдельную команду охотников, состоявшую из армян, грузин, курдов и других кавказских народов (Лорис- Меликову помогало отличное знание нескольких восточных языков). Затем, находясь в отряде генерал-майор лейтенанта князя Бебутова и начальник Южного Дагестанабудучи постоянно в авангарде, Лорис-Меликов делал нападения на турецкую кавалерию и 13 апреля 1855 года нанёс ей большой урон, а затем участвовал в сражении при Курюк-Дара, в котором князь Бебутов разбил 60-тысячный турецкий корпус.
В 1858 августе 1855 года он был назначен состоящим по особым поручениям при новом главнокомандующем графе Н. Н. Муравьёве, продолжая по-прежнему командование охотниками. Лорис- командующий войсками Меликов осматривал дороги, ведущие к крепости Карсу, и зорко следил за неприятелем при обложении этой сильной крепости. По взятии Карса, в ноябре 1855 года он был назначен начальником Карской области и в продолжение 9-месячного управления ею приобрел всеобщее расположение обывателей своим благоразумным управлением. После возвращения Карса туркам по условиям заключенного в 1856 году Парижского мира, Лорис-Меликов был произведён 26 июня в генерал-губернатор майоры, а затем в 1858 г. назначен начальником войск в Абхазиии инспектором линейных батальонов Кутаисского генерал-губернаторства. <ref>В это время по его распоряжению было заложено укрепление Цебельды для защиты от нападения горцев и для прекращения контрабандной торговли горцев, путем которой они преимущественно приобретали себе огнестрельное оружие, порох и все необходимые военные припасы.</ref> В 1859 году Лорис-Меликов был командирован в Турцию для переговоров о принятии в пределы азиатской Турции горцев-переселенцев из Терской области. С 18 августа 1860 года исполнял должность военного губернатора и управляющего Дербентской губернией. В том же году был командирован в Турцию для переговоров с турецким правительством о принятии в пределы Азиатской турции переселенцев и горцев Терской области. Лорис-Меликов с большим успехом занялся водворением новых порядков среди горских племен.
С 1863 - начальник Терской области.
*Предок его, [[Мелик-Нубар|Мелик-Нубар]], еще в XVI веке получил за особые заслуги от шаха Аббаса дарственный фирман на древний армянский город Лори (Лориберд). Так его потомки стали меликами - правителями этого города и Лорийского уезда.
*Вероисповедание - армянская апостольская церковь.
*В 1841-1843гг. близко сошѐлся с поэтом Некрасовым, тогда ещѐ безвестным юношей, и несколько месяцев жил с ним на одной квартире.
*Графское достоинство Российской империи пожаловано 16.04.1878 года.
*Крупный российский помещик. Владел, в частности, землями в Кубанской области, в селении Сукко под Анапой.