Князь, тайный советник (с 10.01.1879), камергер (с 1871). Из древнего княжеского рода. Сын А.М. Горчакова от брака с Марией Александровной Урусовой (1801-1853). Внучатый племянник Д.П. Татищева, двоюродный брат Л.П. Урусова, двоюродный дядя М.Н. Гирса и Н.Н. Гирса. Родился в Москве.
В службе и классном чине с 5.01.1857. В 1859 пожалован в камер-юнкеры. С 1859 3-й и 2-й секретарь канцелярии Министерства иностранных дел. С 1862 младший, с 1864 старший секретарь посольства в Лондоне, с 1867 советник миссии в Берлине. 28.03.1871 произведён в действительные статские советники. Чрезвычайный посланник и полномочный министр в Швейцарии (1872-1878), Саксонии (1878-1879), Испании (1879-1896). За успешное ведение переговоров по заключению торгового трактата с Испанией 14.07.1887 Горчакову была объявлена монаршая благодарность.
За службу награждён российскими орденами, включая Св. Владимира 3-й степ. (1869), Св. Станислава 1-й степ. (1873), Св. Анны 1-й степ. (1875), Св. Владимира 2-й степ. (15.05.1883), Белого Орла (5.04.1887) и Св. Александра Невского (16.03.1893). Удостоен иностранных орденов: Льва и Солнца 2-й степ. со звездой (Персия, 1858), Константиновского Св. Георгия командорского креста (Королевство обеих Сицилий, 1858), Леопольда кавалерского креста (Бельгия, 1859), Меджидие 4-й степ. (Османская империя, 1859), Данеброга 2-й степ. (Дания, 1864), Св. Михаила командорского креста (Бавария, 1864), Короны 2-й степ. (Пруссия, 1864), Спасителя командорского креста (Греция, 1864), Христа командорского креста (Португалия, 1865), Св. Маврикия и Лазаря командорского креста (Италия, 1867), Почётного легиона командорского креста (Франция, 1867), Короны командорского креста (Вюртемберг, 1867), Людвига командорского креста (Гессен-Дармштадт, 1867), Кн. Даниила I командорского креста (Черногория, 1869), Фридриха командорского креста 1-й степ. со звездой (Вюртемберг, 1871), Красного орла 2-й степ. со звездой (Пруссия, 1872), Льва и Солнца 1-й степ. (Персия, 1873), Франца-Иосифа 1-й степ. (Австро-Венгрия, 1874), Христа большого креста (Португалия, 1876), Альберта Храброго большого креста (Саксония, 1879), Эрнестинского дома большого креста (Саксен-Альтенбург, 1879), Карла III большого креста (Испания, 1879), Ольги (Вюртемберг, 25.07.1889). Имел также знак Красного Креста.
По словам государственного секретаря А. А. Половцова, князь Горчаков был пустой, тщеславный, мелочный человек, пользовавшийся всеобщим неуважением и смешивший императора своей самонадеянностью. В.Н. Ламздорф в дневнике отмечал, что в период службы Горчакова в Испании королева Изабелла II не скрывала от окружающих, насколько ей надоел российский любезный представитель, он же продолжал утверждать, что его необыкновенно ценят и он пользуется благосклонностью двора.
Скончался в С.-Петербурге холостым на 58-м году жизни от грудной жабы, похоронен в Сергиевской пустыни. Собирал западноевропейскую живопись.
