فرمانفرما به همراه فیروزمیرزانصرت‌الدوله و عبدالمجیدمیرزا ناصرالدوله در آخرین حکومت کرمان خود.

در جریان نهضت مشروطیت خود را به آزادیخواهان نزدیک کرد و پس از صدور فرمان مشروطیت در کابینهٔ موقت سلطانعلی وزیرافخم به وزارت عدلیه منصوب شد و این سمت را در کابینهٔ علی‌اصغرخان اتابک حفظ کرد. او در کابینهٔ ناصرالملک و سعدالدوله عهده‌دار وزارت داخله بود و در کابینه‌های اول و دوم تنکابنی سمت وزارت عدلیه داشت. در کابینه‌ اول حسن مستوفی که در سوم امرداد ۱۲۸۹ تشکیل شد به وزارت داخله رسید اما کمتر از دو ماه بعد بر سر اختلاف میان ایل قشقایی و ایل بختیاری در فارس و درافتادن با حاج آقا مجتهد نماینده این ایالت و اینکه ناصرالاسلام نماینده گیلان او را استیضاح کرده بود، استعفا داد. در ترمیم کابینه مستوفی الممالک در هشتم آبان همان سال وزیر جنگ شد که تا پایان این کابینه در اسفند همان سال بر سمت خود باقی ماند. نخستین قانون نظام وظیفه ایران را او پیشنهاد کرد. بنابراین قانون، از هر سی خانوار عشایر یک نفر سوار برای قشون گرفته می شد و تا سه سال می بایست در اختیار وزارت جنگ باشد اما با پایان دوران وزارتش، سپهدار تنکابنی که در دولت بعدی علاوه بر نخست وزیری، وزارت جنگ را نیز بر عهده داشت، این لایحه را از دستور کار مجلس خارج کرد. طرح تشکیل نخستین مدرسه نظام در ایران نیز در وزارت جنگ او تهیه شد اما با پایان عمر وزارتش هیچگاه در دستور کار مجلس قرار نگرفت. فرمانفرما از نیمه سال ۱۲۹۰ حاکم فارس شد تا اینکه سال بعد جای خود را به مخبرالسلطنه هدایت داد. در یازدهم اردیبهشت ۱۲۹۴ عین‌الدوله او را به عنوان وزیر داخله کابینه خود به مجلس معرفی کرد.  فرمانفرما بر سر اغتشاشات کرمانشاه آماج اعتراض نمایندگان مجلس شد که سرانجام در پانزدهم تیر همان سال، دولت عین الدوله را به استیضاح کشیدند. عین الدوله و اعضای دولتش جلسه استیضاح را به حالت قهر ترک کردند و استعفا دادند. فرمانفرما در زمان فترت میان دوره‌های سوم و چهارم مجلس شورای ملی خودش تشکیل کابینه داد و علاوه بر ریاست وزرا، وزارت داخله را نیز بر عهده گرفت. این کابینه پس از یک ماه و نیم سقوط کرد و سپهسالار تنکابنی مأمور تشکیل کابینهٔ جدید شد.

(فرمانفرما در کنار ژنرال پرسی سایکس و همسرش الا سایکس) در کودتای ۱۲۹۹ سیدضیاءالدین طباطبایی فرمانفرما و دو پسرش فیروز میرزا نصرت‌الدوله و عباس میرزا سالار لشکر را به زندان انداخت. فرمانفرما برای سیدضیاء پیشکشی قابل ملاحظه‌ای فرستاد و در برابر سیدضیاء قول حفظ جان او و پسرانش را داد. پس از آزادی از زندان، فرمانفرما توجه خود را به سردارسپه، رئیس جنگ که سابقاً رئیس قراولان خانهٔ او بود، معطوف کرد و در زمرهٔ دوستان رضاشاه قرار گرفت. منوچهر فرمانفرمائیان در خاطرات خود (خون و نفت) سوابق آشنایی رضاشاه و پدرش را به سال‌ها پیش از آن بازگردانده و «رضا ماکسیم» را یکی از تفنگچی‌های پدرش می‌داند و برای مدعای خود عکسی به گواه ارائه می‌دارد. فرمانفرما از کودتای ۱۲۹۹ عهده‌دار هیچ شغل دولتی نبود و بیشتر اوقات خود را به رسیدگی به املاک و تربیت فرزندانش سپری می‌کرد. رضاشاه کوتاه‌ زمانی پس از تاج‌گذاری از فرمانفرما خواست تا خانهٔ مسکونی و باغش در خیابان سپه را به او واگذار کند. فرمانفرما که می‌دانست خودداری از واگذاری املاک، سروکار او را با پلیس رضاشاهی خواهد انداخت، بی‌درنگ خانه و باغ را به رضاشاه بخشید و خود با خانواده‌اش در باغ شاه (که سالیانی پیش از احمدشاه خریداری کرده بود) اقامت گزید. کاخ مرمر در زمین‌های فرمانفرما در خیابان سپه احداث شد. در سال ۱۳۱۵ نصرت‌الدوله دستگیر شد. یک سال بعد خبر درگذشت نصرت‌الدوله در زندان سمنان را به فرمانفرما دادند. فرمانفرما به نصرت‌الدوله بیش از دیگر فرزندانش علاقه داشت و مرگ او تأثیر بدی در روحیه‌اش گذاشت. اجبار رضاشاه در عدم برگزاری مراسم تشییع و ترحیم، اندوه فرمانفرما را دوچندان کرد.[۸] رضاشاه بازماندگان نصرت‌الدوله را مکلف کرد رشوهٔ ۲۸۰۰۰ پوندی انگلستان به نصرت‌الدوله در عقد قرارداد ۱۹۱۹ را به دولت بازگردانند. فرمانفرما برای تأمین وجه درخواستی، مقدار قابل توجهی از اموالش را فروخت. در همان سال رضاشاه باغ شاه را تصرف کرد. مرگ نصرت‌الدوله و ضبط اموال فرمانفرما توسط رضاشاه، او را ضعیف و ناتوان ساخت. فرمانفرما در سال ۱۳۱۸ پس از دو سکتهٔ مغزی پیاپی در سن هشتاد و هفت‌سالگی در باغ ییلاقی خود (واقع در رضوانیهٔ شمیران) درگذشت. او را در آرامگاهی در نزدیکی قبر نصرت‌الدوله در شاه عبدالعظیم به خاک سپردند.