aldaar opvolgend benoemd tot Bewindhebber der Oost-Indische Compagnie, Raad, Schepen en in 1643 tot Burgemeester, welke waardigheid hij vervolgens nog negen malen bekleedde.
Vervolgens tot lid van de gecommitteerde Raden verkozen, genoot hij bijzonder het vertrouwen van Prins Frederik Hendrik, die alstoen zeer zwak en ziekelijk zijnde, hem bij herhaling op het hart drukte, om toch van zijne zijde mede te werken ter bevordering der aangevangen vredeonderhandelingen met Spanje.
Bij den bekenden aanslag van Prins Willem II tegen de stad Amsterdam, ontving de Graeff, zoowel van de zijde zijner medeburgers als van den Prins, een bewijs van groot vertrouwen, daar hij, ofschoon toen geen regerend Burgemeester zijnde, op uitdrukkelijk verzoek van laatstgenoemde aan het hoofd werd gesteld van de bezending, om met den vorst te onderhandelen. Hij slaagde gelukkig in de hem opgedragen taak; de Prins werd bevredigd, het krijgsvolk verliet de bedreigde stad, en het was alzoo aan het beleid en den ijver van de Graeff te danken, dat een burgeroorlog werd voorgekomen, welke niet alleen de stad Amsterdam, maar geheel het vaderland in diepen rampspoed gedompeld had.
In verschillende bezendingen binnen 's lands werd de Graeff vervolgens gekozen. Kort na den dood van Willem II werd hij, namens de Staten van Holland, naar Gelderland en Overijssel gezonden, om de belangen van het huis van Oranje aldaar te behartigen. Naar laatstgenoemde provincie werd hij, in 1655, met den Raadpensionaris Johan de Witt afgevaardigd, om de booggaande geschillen aldaar ontstaan te vereffenen. Ook hier was hij door zijne kunde, beleid en minzaamheid de man, die ten tweeden male eenen bloedigen burgeroorlog voorkwam en alzoo, naast God, de redder werd van het vaderland.
Niet alleen als staatsman en regent heeft de Graeff zich de achting van tijdgenoot en nageslacht waardig gemaakt, maar ook in ruimen mate komt hem die als mensch toe. Het was behoefte voor zijn hart om zijne lijdende natuurgenooten troost en bijstand te verleenen, en ruime geldelijke bijdragen te geven ter instandhouding der onderscheidene gestichten van weldadigheid, binnen de stad Amsterdam opgerigt. Maar ook elders gaf hij onmiskenbare blijken van zijne onbekrompene milddadigheid. Getuige onder anderen het opschrift, geplaatst boven den predikstoel in de hervormde kerk te Sloterdijk, waarop vermeld is, dat, toen die kerk door eenen fellen brand gedeeltelijk verwoest was, en gedeeltelijk door ouderdom vervallen, Cornelis de Graeff dezelve in 1664, uit zijne eigene middelen, van den grond af heeft doen herbouwen en vergrooten.
Niet lang meer zou de Graeff ten nutte van stad en land werkzaam zijn. Vereerd en bemind daalde hij ten grave. Zijne asch rust nog op het zoogenaamde Koortje in de Oude Kerk