Начавшаяся вскоре Крымская война заставила правительство предпринять меры по укреплению обороны балтийских берегов: английский десант мог высадиться на побережье и угрожать Петербургу. В феврале 1854 г. Игнатьев был направлен в Ревель в распоряжение командующего войсками в Эстляндии Ф. Ф. Берга. Здесь он исполнял обязанности обер-квартирмейстера и заведовал административной и инженерной частью. Затем Игнатьев назначается квартирмейстером 2-й лейб-гвардии кавалерийской дивизии, находившейся в Лифляндии, а позднее – и. д. обер-квартирмейстера всего Балтийского корпуса. В его обязанности входили инспектирование войск, определение их дислокации и путей следования, организация ночлегов, перевозок и т. п. Эти поручения были связаны с постоянными объездами с целью изучения местности, исследования маршрутов, что в условиях осенне-зимней распутицы было делом весьма трудным. К тому же на осенних маневрах 1852 г. Игнатьев упал с лошади и серьезно повредил левую ногу. Доктора запретили ему ездить верхом, но он, превозмогая боль, целые дни проводил в седле. Однажды он попал под обстрел, когда англичане бомбардировали крепость Динамюнде. За усердную службу Игнатьев трижды удостаивался «монаршего благоволения». После окончания войны Балтийский корпус был расформирован, Игнатьев же назначен флигель-адъютантом и возвращен на свое прежнее место службы в гвардейский Генштаб. Однако пробыл он там недолго. Уже в июне 1856 г. он был назначен военным агентом в Лондон, а в августе произведен в чин полковника. В формулярном списке Игнатьева указано, что в Лондон он был отправлен 23 сентября 1856 г.[22]
Такое ответственное назначение 24-летнего офицера было связано с рядом факторов – его блестящими способностями, отличной учебой в академии, энергией и находчивостью, проявленными во время службы в Прибалтике, наконец, семейными связями и благосклонностью нового императора к своему крестнику. Игнатьев обладал и другими качествами, необходимыми для работы за границей: он был настойчив, ловок, хитер, быстро сходился с людьми, знал языки, наконец, он был неплохим аналитиком, о чем свидетельствуют его рапорты военному министру из Лондона.
Англия, бывшая во время Крымской войны противником России, имела самое передовое в тот период вооружение и хорошо организованную армию. Русская армия, обладавшая устарелым гладкоствольным оружием и недостаточной артиллерией, нуждалась в перевооружении нарезным оружием, казеннозарядными пушками, а также в улучшении управления войсками и их боевой подготовки.
Инструкция военного министра Н. О. Сухозанета, данная Игнатьеву 7 июля 1856 г., определяла его задачи: «Приобретение наивозможно точных и положительных сведений о нижеследующих предметах» – далее в 12 пунктах