Плавание «Сенявина» продолжалось три года – с 20 августа 1826 г. по 25 августа 1829 г. Эта экспедиция оказалась одной из самых удачных и выдающихся в первой половине XIX в. Современники называли Литке «замечательнейшим путешественником и мореплавателем нашего века». По окончании экспедиции он, минуя очередной чин, был произведен сразу в капитаны 1-го ранга. В том же 1829 г. Федора Петровича избрали членом-корреспондентом Академии наук. В 1836 г. вышла в свет книга «Путешествие вокруг света, совершенное по повелению Императора Николая I на военном шлюпе «Сенявин», в 1826, 1827, 1828, 1829 годах флота капитаном Федором Литке», за которую автор был удостоен полной Демидовской премии. Она была переведена на многие языки, что сделало имя Ф. П. Литке известным во всем мире.
Казалось бы, с такими «рекомендациями» Федору Литке суждено совершить еще немало интереснейших путешествий. Но экспедиция на «Сенявине» оказалась последней в его жизни. 1 февраля 1832 г. он получил новое назначение – флигель-адъютантом (с конца года – воспитателем) к великому князю Константину Николаевичу, которого царствующий отец, Николай I, хотел видеть моряком.
С одной стороны – назначение почетнейшее, близость ко двору – милость особая. Федор Петрович отдал воспитанию великого князя 16 лет, и не просто отдал – вложил душу. И, надо сказать, нашел отклик – Константин полюбил море. Под влиянием воспитателя он, возглавив в середине 1850-х гг. Морское министерство, провел целый ряд важнейших реформ. Человек либеральных взглядов, Константин Николаевич сократил срок службы на флоте с 25 до 10 лет и полностью отменил телесные наказания. При нем российский флот из устаревшего парусного быстро превратился в современный паровой и броненосный.
Таким образом, Федор Петрович, пусть и опосредованно, оказал влияние на глобальное развитие флота. Однако возможности Литке – мореплавателя и ученого – в это время были, конечно, ограничены. Впрочем, полностью для науки он потерян не был. Именно в это время Ф. П. Литке стал инициатором создания императорского Российского географического общества (ИРГО). Выступая на первом собрании 7 (19) октября 1845 г., Литке, назначенный вице-председателем ИРГО (председателем стал Константин Николаевич), обрисовал задачи общества:
«Во-первых, собирать новые материалы, преимущественно снаряжением путешествий в страны, недостаточно еще исследованные.
Во-вторых, стараться разрабатывать материалы уже существующие, и находящиеся частью в ведении разных правительственных мест, частью в руках частных лиц, имевших случай производить наблюдения и исследования географические.
В-третьих, извлекаемые из всех таких материалов результаты, до одного ли познания России или вообще до географии относящиеся, сообщать читающей публике не только в пределах отечества, но и в других государствах…»
Федор Петрович руководил работой Географического общества до 1850 г., когда был назначен главным командиром Ревельского порта и военным губернатором Ревеля. Через некоторое время он был переведен на аналогичную должность в Кронштадт. Если раньше ему приходилось проявлять себя в качестве научного организатора, то теперь – военного. И с этой задачей Федор Петрович справился блестяще. В ходе Восточной (Крымской) войны 1853–1856 гг. он организовал оборону Финского залива. В середине мая 1855 г. англо-французский флот появился перед Кронштадтом. Силы союзников превосходили российский Балтийский флот, однако оборона была так прекрасно организована, что они, не предприняв каких-либо активных действий (за исключением 45-часовой бомбардировки Свеаборга, которая, впрочем, также не причинила особого вреда крепости), были вынуждены отступить.
Заслуги Ф. П. Литке оценили по достоинству – он был возведен в чин полного адмирала и назначен членом Государственного совета. Конечно, Федор Петрович мог продолжить военную службу, но, как-только появилась возможность, предпочел вернуться к любимой географии. В январе 1857 г. он снова избран вице-председателем ИРГО. А в 1864 г. Ф. П. Литке возглавил Академию наук. За время его двадцатилетнего руководства Академией было увеличено число и размеры премий за научные достижения, расширены экспозиции и пополнены коллекции музеев, особое внимание уделялось деятельности главной физической обсерватории, метеорологической и магнитной обсерваторий в Павловске.