Nel 1853 prende parte ai moti delle Cinque Giornate di Milano ma, deluso dagli esiti negativi della rivolta, si allontana dal fondatore della "Giovine Italia" e dai repubblicani per avvicinarsi alle posizioni di moderato liberalismo di Cavour, del quale sposerà una pronipote, Luisa Alfieri di Sotegno, lontana discendente di Vittorio Alfieri. Trasferitosi in Piemonte agli inizi del 1859, Cavour lo nomina commissario governativo a Varese, al fianco di Garibaldi. Nel 1860 è segretario del "Dittatore dell'Emilia", Luigi Carlo Farini. Nello stesso anno Visconti Venosta si reca a Parigi, insieme a Gioacchino Pepoli e per conto di Cavour, per definire con Napoleone III i termini delle annessioni nell'Italia Centrale. L'anno successivo è eletto deputato per la Destra storica nel primo Parlamento italiano, ruolo che conserva fino al 1876, anno della caduta della destra Ministro degli Esteri con il governo Minghetti, stipula con il sovrano francese, nel 1864, la "Convenzione di Settembre" per il trasferimento della capitale da Torino a Firenze in cambio del ritiro delle truppe francesi da Roma a presidio del Papa. Due anni dopo Emilio Visconti Venosta si occupa della cessione del Trentino, da parte dell'Austria. Il 18 marzo 1866 è inviato straordinario e ministro plenipotenziario a Costantinopoli. Ma la questione forse più delicata cui pone mano è quella romana: con la liberazione della città, infatti, sorge il problema delle garanzie da offrire al Papa ed alla Chiesa, che egli risolve brillantemente, anche se solo temporaneamente, con l'approvazione della "Legge delle Guarantigie", nel 1871.
