El 3 de mayo se hizo cargo de la gobernación de Buenos Aires el nuevo gobernador titular, jefe de una importante fracción del partido liberal, el de los crudos, por oposición a los que seguían la orientación mitrista.
Se caracterizó su acción política por la tendencia a descentralizar las relaciones políticas y administrativas y por la defensa de las prerrogativas de la soberanía provincial, en materia de progreso material, siguió la línea de su antecesor. Llevó a su ministerio a dos jóvenes de talento, Mariano Varela y Nicolás Avellaneda, que secundaron sus ideas y su orientación general.
Realizó la separación de las funciones de juez de paz y comisario y comandante militar, porque, reunidas esas funciones en una persona, era algo opuesto a las prácticas de la buena administración, "peligroso por cuanto crea una autoridad omnipotente, y porque si se comete un abuso cualquiera contra los derechos y garantías individuales, es conveniente que haya otra autoridad, la del juez de paz o comandante, según el caso, que pueda servir de amparo".
La misma tendencia descentralizadora se aplicó a la educación común. Se autorizó al departamento general de escuelas a nombrar profesores. Nicolás Avellaneda dijo al respecto: "El gobierno considera que es necesario dar, concluyendo con las antiguas prácticas, a las diversas ramas de la administración, la independencia que es indispensable para el buen desempeño de las funciones. La centralización excesiva no solamente lo esteriliza todo, anulando el pensamiento y la iniciativa de los que están principalmente llamados a tenerla, sino que saca la responsabilidad de donde naturalmente se halla colocada. Los que dirigen la instrucción primaria que costea el Estado deben tener a su cargo el nombramiento y la remoción de los profesores, para que pueda siempre serles imputado el buen o mal estado de las escuelas".
Adolfo Alsina en 1866 fue electo gobernador de la provincia de Buenos Aires. Durante su mandato fundó una quincena de pueblos en el interior de la Provincia. Su gobierno mantuvo la paz en la frontera con los pueblos originarios, ya que la mayor parte del ejército fue enviado a la Guerra del Paraguay. En 1867 se asoció con Mateo Luque y Nicasio Oroño, gobernadores de Córdoba y Santa Fe respectivamente, y lanzó su candidatura a presidente. El presidente Mitre escribió la “Carta de Tuyú-Cué”, su testamento político dirigido a José María Gutiérrez, donde descalificó las postulaciones del propio Alsina y Urquiza, candidato del Partido Federal. Tras el derrocamiento de sus dos aliados, y considerando que tenía poco apoyo en el resto del país, retiró su candidatura y estableció una alianza con Domingo Faustino Sarmiento, integrando la fórmula para la presidencia y vicepresidencia de la República, que triunfó en las elecciones de 1868; buena parte de los votos de Sarmiento fueron, en la práctica, aportados por partidarios de Alsina.
El gobierno de Alsina recibió la municipalidad de la ciudad de Buenos Aires que estaba bajo la jurisdicción de la Nación y que volvió a depender de los poderes públicos de la provincia. Y se opuso a la declaración de Buenos Aires como capital federal.
Otra de sus iniciativas fue la Oficina de cambio, adjunta al Banco de la Provincia, que abrió el camino para la conversión del papel moneda.
Se extendió a los centros más apartados de la provincia el beneficio de la educación común y fueron edificadas escuelas siguiendo un plan uniforme.
Tambien la provincia recuperó una gran extensión de tierra pública que no estaba legalmente en el dominio particular, y se declaró tierra de ejidos la que correspondía a muchos pueblos de la camparía. Extendió las líneas telegráficas por el norte hasta San Nicolás y por el oeste hasta Bragado; fundó el partido de Juárez con parte de tierras de Necochea; el pueblo de Olavarría en las puntas del arroyo Tapalqué, y el de Brandsen, en la frontera de la costa sur.
Creó un Instituto agrícola como primer paso de la futura facultad de agronomía y veterinaria, y dio una nueva organización a la policía de la capital, que se regía por el reglamento de 1821 y concedió autorización para instalar la primera línea de tranvías que circuló por Buenos Aires. Adolfo Alsina renuncion al gobierno de la provincia por haber sido proclamado candidato a la vicepresidencia de la República.
Pero lo mismo en el orden nacional que en el provincial, los sacrificios materiales y humanos exigidos por la guerra del Paraguay paralizaron la extensión de numerosas posibilidades constructivas que habrían acelerado el progreso que estaba en el ánimo de todos los gobernantes de aquella época.