16 мая 1861 года Дмитрий Милютин был назначен управляющим Военным министерством, а уже 9 ноября - военным министром. Он сразу приступил к реализации масштабной программы реформ: был сокращен срок воинской службы с 25 до 16 лет, введена всеобщая воинская повинность, реорганизована система военного образования и создана новая военно-окружная система. Реформы привели к существенному повышению боеспособности и мобильности армии, что сыграло роль в предстоящей Русско-турецкой войне, во время которой Милютин находился на Дунайском театре в свите Александра II. 30 августа 1878 года Дмитрий Алексеевич был возведён в графское достоинство.
Отставка и дальнейшая жизнь
После убийства Александра II и несложившихся отношений с новым императором, 22 мая 1881 года Милютин был по прошению уволен с должности военного министра. С 1881-ого до конца жизни почти безвыездно жил в Крыму в своём имении Симеиз. В 1898 году Милютин был произведён в генерал-фельдмаршалы. Это последний случай, когда подданный Российской империи получил этот чин. Милютин скончался в Симеизе в возрасте 95 лет. Отпевание было совершено в Севастополе, но похоронен военный министр империи на кладбище Новодевичьего монастыря. –Александр II–