В 1773 году, став уже известным ботаником, Болотов получил приглашение от князя Сергея Васильевича Гагарина (1713–1782) на управление «замосковными» владениями императрицы. По воспоминаниям Болотова, Гагарин посулил ему жалованье в 660 рублей, «да содержание все государево, а сверх того выпросит он мне и чин». Последующие 23 года Андрей Тимофеевич управлял сначала Киясовской волостью под Серпуховом, а затем Богородицкой и Бобриковской волостью в Тульской губернии. В
Богородицке он создал один из первых в России пейзажных парков и составил архитектурный проект города, который очень понравился императрице. Кроме того, Болотов открыл в Богородицке волостное училище для крестьян. За грамотное руководство и внедрение агрономических инноваций Болотов был удостоен чина коллежского асессора, а также Высочайшего благоволения. После смерти Екатерины II он от управления отошел.