乾隆二十一年（1756年）九月，刘墉在主持广西乡试后不久，即被乾隆钦派为提督安徽学政。
行前，乾隆为他辞行，特赐诗相送，其中有“海岱高门第，瀛洲新翰林”之句。故后来刘墉刻有“御赐海岱高门第”印章以示恩荣。当时，刘墉还有《恭和御赐安徽学政刘墉诗元韵》一首，该诗写道：
久沐恩如海，新知士有林。
天章荣捧璧，雅化念追金。
勖以功裘业，殷然陶铸心。
赓歌惭里拙，濡翰颂高深。
提督学政是一省主管教育的长官，例于侍郎、京堂、翰林、詹事、科、道、部属等官有进士出身的人员中选用，各带原品原衔，任期三年。学政无论品级高低，都与督抚平行。他提督学校事务，督抚和布政、按察两司皆不得侵其职权。而遇学政有丁忧（为父母等守孝）等特殊事情离任，印务始交督抚或布政、按察二司署理。
安徽在清初隶江南省，由驻江宁之江南左布使司管理。康熙元年（1662年）始建省，设安徽巡抚（驻安庆），改江南左布政使司为安徽布政使司，乾隆二十五年（1760年）始迁安庆，统于两江总督，领安庆、庐州、凤阳、颍州、徽州、宁国、池州、太平八府，广德、滁州、和州、六安、泗州五直隶州。
按照清代制度，学政的主要工作为考核教职和考试生童。当时，捐纳贡、监例不入国子监学习，居住原籍又例不参加当地学官主持的月考、岁考，加之为数众多，学官势难加以管理、考核，成为学校管理的一个薄弱环节。刘墉遂于乾隆二十四年（1759年）四月奏准，此后遇贡监有过失需扑责示惩，州县官应会同教官核办；遇举报贡监优劣，唯责成州县官办理，从而明确了州县官管理捐纳贡监生的职责。
乾隆二十四年（1759年）九月，刘墉调任江苏学政，对该省吏治风俗多有观察，敢于揭露其中的弊端，提出了不少令乾隆感兴趣的建议。
作为清代学术和文化的中心，这个地区的士人风气以及他们对朝廷的态度都直接关系着清朝统治能否获得稳定和加强。因此，历代皇帝和大学士对该地区都极为重视，康熙和乾隆六次南巡，很大程度上就是为了笼络东南士民，强化对该地区的控制。
刘墉能被选派到江苏这样一个文化大省做学政，充分体现了乾隆对刘墉在安徽学政任内工作的肯定，以及对刘墉管理学务能力的信任，这只是一个方面。另一方面是，刘墉有在江苏开展工作的便利条件：刘墉的父亲刘统勋此前多次负责南河河工，在江苏的时间比较长，熟悉那里的风土人情；刘家在江苏拥有众多的朋友或门生故吏，当时的文化名人大多与刘家有这样那样的关系。时任两江总督的尹继善也是刘统勋的同僚和朋友。
刘墉这次视学江苏，颇为认真，考取生员比较严格。诸联《明斋小识》记载：“昔日刘石庵相国视学江苏，严肃骏厉，人多畏惮，至四十二年复任江苏，则宽厚平和，与前次不轻易取悦秀才迥然有别，即使年例不符合者，也准予赏给衣顶，并能对科场运气不佳者给予照顾”，可窥见其风格及变化。
刘墉还认真考察当地的风俗民情，及官方士习情形。乾隆二十七年（1762年）秋天，刘墉在离开江苏省前夕，将此向乾隆作了汇报，算是对他观风察俗工作的一种总结。其中特别谈到了对监生的管理等问题，如监中有喜欢滋事，胆大妄为的人，府州县官多所顾忌，并不加惩处，以致他们不仅害怕刁顽百姓，而且害怕蛮横的监生，狡猾的胥役。他的汇报引起了乾隆皇帝的高度重视。
乾隆二十七年（1762年）十二月，在吏部尚书傅森、梁诗正（均为刘统勋的同僚）等人的极力推荐下，刘墉被授为山西太原知府。
在清代，府是省与州县之间的一级重要行政组织，其长官称知府，原系正四品，乾隆十八年（1753年）改为从四品。山西东连直隶、西邻陕西、南接河南，北与大漠蒙古比肩，被视为京师西南部的重要屏障，地理位置相当重要。而太原府地处山西中部四通之地，地位之重要，可想而知，故历次授官均以繁难待之。
刘墉出任太原知府一职，应该说是有压力的，一是他此前从没有独立管理地方的经历，却忽然间被派到这块繁难之地，担负起总管一方的重任，心中不免没有把握；二是他的祖上曾在这块土地上作出过政绩，在当地老百姓心目中留下过很好的口碑，自己总不能给刘家清官的形象抹黑吧！再者说来，自己初任地方，总应该给皇上留下个能干的印象，一来不辜负皇上的恩典和父亲的期望，二来也好为自己以后的仕途升迁奠定点基础。他不能不认真办事。
有鉴于此，刘墉接到吏部知会后便进宫向乾隆作了辞行（惯例知府上任前要受到皇上的接见，作为一种辞别仪式），随后便踏上了西去的旅程。刘墉此次到太原赴任，或是因走的匆忙，或是他向来俭朴，总之他并没有像其他官员那样，走马上任前要大换行头，而是破衣破帽，一身的朴素。
在刘墉上任以前，太原府因种种原因已积累一大批疑难案件，其中不少案件积压多年。刘墉到任不久，就将数十件案件审理一清，因此受到官绅百姓的一致称赞。
山西本为贫瘠之区，财政收入不多，却地居交通要道，清代用兵西域多经此地，前后骚扰数十年，费用颇多。加之官蚀民欠，各地府仓库普遍空虚，根本无法应付地方上的不时之需。刘墉上任后即注意此事，先后筹措资金购谷二万余石，储为府仓，公私赖以为便。
由于刘墉在太原知府的三年任期里，确实干了一些实事，如清积案、整顿仓储等，都受到人们的肯定，故光绪《山西通志》评价他说：“以翰林出为太原知府，迁冀宁道。丰裁峻整，习掌故，达政体，于吏事以勤慎著称”。
乾隆三十五年（1770年）秋天，刘墉被擢升为江西盐驿道，主要负责全省的盐务和邮传事务。
清代沿袭历代的食盐专卖制度，推行销盐地界政策，盐商必须首先获得运销食盐的特许证，称作“引”或“票”，并交纳盐税后按引票上规定的销盐地区从事运销。除蒙古、新疆系“多产盐地”外，清代将内地划分为十余个行盐区域：长芦、奉天、山东、两淮、浙江、福建、广东、四川、云南、河东和陕甘；每个区域又分若干个场，负责将盐行销一省或数省，其中两淮行盐地界最大，包括河南、江苏、安徽、江西、湖北、湖南等省的绝大部分地区。按规定，价格固定，地区和销盐数量也固定，不得违犯。
由于特许经营，盐商利用自己的垄断地位，往往自订价格，以致盐价更为不合理。这种情况必然导致私盐问题的出现。雍正、乾隆之际，从事贩私的“游手无赖之徒”就有数十万人，成为一股不可忽视的力量。
为了保证盐引制度的推行，从而保证盐课的收入，又必须打击大规模的贩运私盐行为。故盐驿道的一项重要工作就是稽查私盐。
在此期间，他凭吊曾在江西任职过的王安石后，受到强烈的震撼，为王安石“身任天下之难，而心迹之不易明”的悲剧命运而惋惜，并表达了自己的济世之决心。
乾隆三十七年（1772年）十一月，刘墉由江西盐驿道调任陕西按察使。一年后，他的父亲——东阁大学士、军机大臣刘统勋因病去世。乾隆哀痛不已，谕曰：“大学士刘统勋老成练达，品行端方。雍正年间耆旧服官，五十余年中外宣猷，实为国家得力大臣。自简任纶扉，兼综部务，秉持公正，眷畀方殷，并命为诸皇子总师傅。久直内廷，勤劳懋著，虽年逾七旬，精神甚为矍铄，冀其可常资倚任。今晨肩舆人直，直东华门忽婴痰疾。比闻之，即遣御前大臣、尚书公福隆安赉药驰往看视，已无及矣。遽闻溘逝，深为轸悼！着加恩晋赠太傅，人祀贤良祠。朕即日亲临奠祭，并赏内库银两千两经理丧事。其任内革职、降级之案，概予开复。伊子西按察使刘墉，着谕令即驰驿来京治丧守制。应得恤典，仍著该部察例具奏。”寻赐祭葬如例，特谥文正。
刘墉奉旨于同年十一月底离开陕西回京奔丧，并于次年三月扶榇归里。行前，乾隆发谕旨。命沿途文武官弁在二十里以内者，均至榇前吊奠，并遣人护送，以示优眷故臣之意。
刘墉对父亲十分敬爱，他按照封建礼法在家为父守丧整整三年。
乾隆四十五年（1780年）三月，刘墉于乾隆南巡行在觐见后被授予湖南巡抚，同年五六月份到任。
湖南是一个辖区辽阔的省份，也是一个拥有民族较多，情况比较复杂的地区。刘墉上任伊始，即遇武冈、邵阳、黔阳等地发生水灾，冲坍兵民房屋并淹死人口事件。刘墉立即督同属员进行抢险救灾，大水过后，又奏经乾隆批准，向灾民发放银两，供修理房屋和埋葬死者之用；对于庄稼被冲毁的农户，则借给籽种以便补种秋收作物。随即具折向乾隆奏报有关情况。
在职期间，刘墉还对湖南各地仓储进行了盘查整顿。此项工作在前任巡抚李湖任内既已开始，刘墉接任后即对通省常平仓进行了盘查，并规定用其平粜盈余银买补缺额及修补朽坏仓廒。这次整顿社仓活动一直持续到乾隆四十七年（1782年）初刘墉离任时，颇具成效。
在湖南巡抚任上，刘墉还进行了勘修城垣奏准开采湘南铜矿等工作。湖南各地城垣经清初修治后，多年失修，其中不少已破败不堪，前任巡抚李湖时已着手修治长沙城垣。刘墉任内又对其他地方城池进行整治。刘墉任内修理完固城池27座，原来完好城池33座，应行缓修城5座，原无城8处。
