Тайный советник (с 23.04.1850). Сын промышленника и предпринимателя Михаила Андрияновича Устинова (1755-1836), дослужившегося до чина надворного советника, от брака с Марфой Андреевной Вешняковой (?-1808). Родился в Самаре. В 1829 отец Устинова был утверждён с потомством в дворянском достоинстве. С 1803, когда Устинов находился в трёхлетнем возрасте, он считался состоящим на службе в канцелярии Государственного казначейства (по другим данным, с 31.12.1806). В 1818 окончил Московский университет. С 30.11.1819 служил в Кавалергардском полку, 2.01.1823 уволен в отставку по состоянию здоровья. 23.02.1824 определён на службу в Коллегию иностранных дел. 9.04.1829 отправлен к графу И.Ф. Паскевичу 2-м дипломатическим чиновником. 14.04.1829 произведён в коллежские советники. С 1830 2-й советник миссии в Константинополе. 6.12.1832 произведён в статские советники и назначен вице-директором Азиатского департамента МИД, 6.12.1833 уволен по болезни и уехал для лечения за границу, где пробыл до 1.08.1835. 25.03.1839 получил чин действительного статского советника. В 1840 стал непременным членом Совета МИД. С 4.06.1846 по 11.08.1847 был управляющим миссией в Константинополе, с 9.03.1850 по 26.05.1854 - директор Департамента хозяйственных и счётных дел МИД.
В апреле 1857 Устинов представил министру иностранных дел А.М. Горчакову записку о путях решения Восточного вопроса, где мотивированно и настойчиво высказывал мысль о том, что основанием российской политики на Востоке должен служить национальный принцип. Россия, не опасаясь неизбежного разложения Османской империи, должна была, по мнению Устинова, содействовать освобождению христианских народов Турции, предоставляя им политическую независимость под властью собственных государей.
За службу награждён российскими орденами Св. Анны 3-й степ. (28.03.1825), Св. Владимира 4-й степ. (20.04.1826), Св. Анны 2-й степ. (25.03.1828), Св. Владимира 3-й степ. (1830), Св. Станислава 1-й степ. (1846), Св. Анны 1-й степ. (1847), Св. Владимира 2-й степ. (1856) и Белого Орла (1863), медалями, знаками отличия за 25 (1847) и 35 лет службы (1857), а также персидским орденом Льва и Солнца 1-й степ. (1857) и дарственным портретом турецкого султана, украшенным алмазами (1848). Скончался в С.-Петербурге от падучей болезни, похоронен в Александро-Невской лавре.
По состоянию на 1869 был владельцем 2 винокуренных и 2 конных заводов и 2 овчарных заведений в Саратовской и Пензенской губерниях. Ему также принадлежало 35483 десятин земли и 1789 временнообязанных крестьян. Приобретённое имение: 168 временнообязанных крестьян, 840 десятин земли и дома - каменный в С.-Петербурге и деревянный с хлебными магазинами при нём в Саратове. Родовое имение жены - 250 временнообязанных крестьян. Завещал 125 тыс. рублей и место в Саратове для устройства богадельни. По соглашению с сыновьями Устинова осуществление завещания приняло на себя Саратовское губернское земство. Богадельня, рассчитанная на 20 мужчин и 20 женщин, была открыта 8.11.1879.
Был женат на фрейлине Софье Александровне Полянской (1808-1866), дочери сенатора тайного советника А.А. Полянского, внучатой племяннице А.Р. Воронцова и С.Р. Воронцова, племяннице А.И. Рибопьера. Имел сыновей Михаила Михайловича (1841-1878), генерал-майора, и Александра Михайловича (1842-1912). Внучатый племянник, Алексей Михайлович Устинов (1879-1937) - советский дипломат, был полпредом в Греции (1924-1929) и Эстонии (1934-1937). Правнучатый племянник - Питер Устинов (1921-2004), сценарист, драматург, актёр и режиссёр.
