В 1848 году Иван Константинович Багратион-Мухранский был назначен командиром Эриванского полка. Когда в 1850 году, один из отважнейших сподвижников имама Шамиля, Даниель-бек, собрав до 5 тысяч горцев, бросился на Лезгинскую линию, князь Багратион-Мухранский взял те войска, которые были у него под рукой, выступил к нему навстречу и отбил везде неприятеля. Осенью того же года он принял со своим полком участие в отражении набега Хаджи-Мурата. 26 ноября 1851 года награждён орденом Святого Георгия 4-й степени за беспорочную выслугу 25 лет в офицерских чинах (№ 8605 по кавалерскому списку Григоровича — Степанова). 6 декабря 1850 года произведён в генерал-майоры[1].
С началом Крымской войны, князь Багратион-Мухранский 18 июля 1853 года был назначен командиром Кавказской резервной гренадерской бригады (по другим данным назначение состоялось 16 января 1854 года), состоявшей из полков Грузинского гренадерского и Эриванского гренадерского, Кавказского стрелкового батальона и трёх батарей артиллерии. Это была «отборная кавказская пехота», которая служила графу И. Ф. Паскевичу, по выражению историка, «боевым молотом» и которая под руководством князя Багратиона-Мухранского решила исход сражения при Башкадыкларе 19 ноября 1853 года. Князь В. О. Бебутов послал эту бригаду в атаку на главную турецкую батарею, гренадеры штыками опрокинули турецкие батальоны, перекололи артиллерийскую прислугу и взяли батарею с 16 орудиями. Как только турецкая артиллерия смолкла, войска генерал-майора Н. С. Кишинского атаковали центр турецкого расположения, и сражение было выиграно. За свой подвиг князь Багратион-Мухранский был награждён 16 января 1854 года орденом Святого Георгия 3-й степени. В том же году за доблесть он получил и орден Святого Станислава 1-й степени.
25 октября (6 ноября) 1855 года, командуя Гурийским отрядом (20 тысяч л/с), потерпел поражение от турецких войск в сражении на реке Ингури.
В 1856 году был назначен состоять в распоряжении главнокомандующего Южной армией генерала от инфантерии А. Н. Лидерса, а затем командовал 18-й пехотной дивизией. 30 августа 1858 году был произведён в генерал-лейтенанты[1].
В 1881 году князь Багратион-Мухранский вышел в отставку. Был одним из основателей Кавказского императорского общества сельского хозяйства, занимался виноделием. Он владел 400 десятинами виноградников и производил 30 тысяч вёдер вина в год. В 1889 году он представил свои вина на Всемирной выставке в Париже, получив за них золотую медаль и почётное звание Officier de merite agricole (почётного офицера от сельского хозяйства)[2].
Иван Константинович Багратион-Мухранский скончался 11 марта 1895 года, похоронен в городе Мцхета.