Спустя десять дней семейная идиллия неожиданно завершилась. От министра внутренних дел фон Плеве, сменившего убитого революционерами Д. С. Сипягина, пришла телеграмма с требованием явиться в Петербург. Через три дня причина вызова стала известной — П. А. Столыпин 30 мая 1902 года был неожиданно назначен гродненским губернатором. Инициатива при этом исходила от Плеве, который взял курс на замещение губернаторских должностей местными землевладельцами.
П. А. Столыпин — гродненский губернатор (1902 год)
21 июня Столыпин прибыл в Гродно и приступил к исполнению обязанностей губернатора. В управлении губернии были некоторые особенности: губернатор был подконтролен генерал-губернатору Вильны (совр. Вильнюс); губернский центр Гродно был меньше двух уездных городов, Белостока и Брест-Литовска.
По инициативе Столыпина в Гродно были открыты еврейское двухклассное народное училище, ремесленное училище, а также женское приходское училище особого типа, в котором, кроме общих предметов, преподавались рисование, черчение и рукоделие. На второй день работы он закрыл Польский клуб, где господствовали «повстанческие настроения».
Освоившись в должности губернатора, Столыпин начал проводить реформы, которые включали расселение крестьян на хутора, ликвидацию чересполосицы, внедрение искусственных удобрений, улучшенных сельскохозяйственных орудий, многопольных севооборотов и мелиорации, развитие кооперации, сельскохозяйственное образование крестьян. Проводимые нововведения вызывали критику крупных землевладельцев. На одном из заседаний князь Святополк-Четвертинский заявил, что «нам нужна рабочая сила человека, нужен физический труд и способность к нему, а не образование. Образование должно быть доступно обеспеченным классам, но не массе…» Столыпин дал резкую отповедь: «Бояться грамоты и просвещения, бояться света нельзя. Образование народа, правильно и разумно поставленное, никогда не приведет к анархии…»
Работа в Гродно вполне удовлетворяла Столыпина. Однако вскоре министр внутренних дел Плеве вновь сделал предложение Столыпину занять должность губернатора Саратовской губернии. Столыпин не хотел переезжать в Саратов, но Плеве заявил: «Меня Ваши личные и семейные обстоятельства не интересуют, и они не могут быть приняты во внимание. Я считаю Вас подходящим для такой трудной губернии и ожидаю от Вас каких-либо деловых соображений, но не взвешивания семейных интересов».
П. А Столыпин — Саратовский губернатор (1904 год)
Саратовщина не была незнакомой Столыпину: в губернии находились родовые земли Столыпиных. Двоюродный дед Петра Аркадьевича, Афанасий Столыпин, был саратовским предводителем дворянства, а его дочь Марья была замужем за князем В. А. Щербатовым, саратовским губернатором в 1860-х годах. На реке Алае находится село Столыпине, при котором — «опытный хутор» А. Д. Столыпина с развитым культурным хозяйством.
Назначение Столыпина саратовским губернатором являлось повышением по службе и свидетельствовало о признании его заслуг на различных должностях в Ковно и Гродно. Ко времени его назначения губернатором Саратовская губерния считалась зажиточной и богатой. В Саратове проживало 150 тысяч жителей, имелась развитая промышленность — в городе насчитывалось 150 заводов и фабрик, 11 банков, 16 тысяч домов, почти 3 тысячи магазинов и лавок. Кроме этого, в состав Саратовской губернии входили крупные города Царицын (ныне Волгоград) и Камышин, несколько линий Рязано-Уральской железной дороги.
Начало русско-японской войны Столыпин воспринял критично. Согласно воспоминаниям дочери, в кругу семьи он сказал: «Как может мужик идти радостно в бой, защищая какую-то арендованную землю в неведомых ему краях? Грустна и тяжела война, не скрашенная жертвенным порывом».
П. А. Столыпин принимает рапорт от волостного старшины в селе Пристанном Саратовской губернии (1904 год)
После поражения в войне с Японией Российскую империю захлестнули революционные события. При наведении порядка Столыпин проявлял редкое мужество и бесстрашие, что отмечают свидетели того времени. Он безоружным и без какой-либо охраны входил в центр бушевавших толп. Это так действовало на народ, что страсти сами собой утихали.
П. А. Столыпин на санитарном осмотре города Царицына во время холеры (сентябрь 1904 года)