پس از درگذشت پدر (۱۲۸۹ هجری قمری) در سال ۱۲۹۶ هجری قمری صاحب دیوان از حکومت آذربایجان معزول گردید و علی خان همراه گروهی با ولیعهد مأمور آذربایجان شد و در این مأموریت به حکومت مراغه منصوب گشت.[۳] علی خان عکاسی را در مسیر مراغه شروع نمود و تصاویری زیبا نیز از دارالحکومه و رجال مراغه به صفحات آغازین آلبوم خود افزود.
علی خان به علت بیماری اعتمادالسلطنه، حاکم ارومیه، به حکومت آن سامان برقرارشد و تا آخرجمادیالاول ۱۳۰۰ هجری قمری در حکومت ارومیه باقیماند. سپس به امر کارگزاران ولیعهد، سالار لشکر از حکومت خوی عزل و علی خان والی به حکومت خوی و سلماس منصوب شد.
در مراجعت ناصرالدین شاه از سفر سوم فرنگستان، علی خان به پیشواز وی رفت و از جانب شاه به حکومت اردبیل منصوب شد.
علی خان به بیماری سختی مبتلا شد و اردبیل را رها کرد و به جهت معالجه به تهران رفت.
علی خان در بالادست روستای جعفرآباد شمیران، عمارت ییلاقی و باغ بزرگی بنا نهاده بود. او تابستانها وزرا و رجال برجسته زمان خود را به این باغ دعوت میکرد و مهمانیهای بزرگی ترتیب میداد. مدتی بعد، پسر علیخان، سردار همایون عمارت دیگری در کنار کوه ساخت که دیوار اتاقهای آن را از یک جانب بدنه کوه تشکیل میداد. این باغ و عمارتها «قصر علیخان» خوانده میشد و در دورهٔ پهلوی به زمینهای کاخ سعدآباد ملحق شد. علی خان پس از سه سال بیماری در سال ۱۳۱۸ هجری قمری در تهران درگذشت.