В 1745 году Мордвинов по-прежнему присутствовал в Комиссариатской Экспедиции и, по поручению Коллегии, занимался (с 1746 года) приведением в порядок бумаг умершего генерал-адмирала графа Ф. М. Апраксина, которые лежали в амбаре с 1728 года, порядком позабытые. Тем самым он закладывал основы того учреждения, которое ныне называется Российским государственным архивом военно-морского флота. В 1746 году будучи командиром линейного корабля «Полтава» С. И. Мордвинов ходил с флотом до Рогервика. Осенью он был определён в присутствие кронштадтской конторы над портом для исправления дел как по главной команде, так и по должности капитана над портом, ибо на тех должностях состояли англичане. В том же году моряк обнаружил ошибки в своде сигналов, и коллегия поручила ему составление новых сигналов, которые он представил в 1756 году.
В 1747 году известие о снаряжении французского каперского фрегата обеспокоило Санкт-Петербург. Начальствуя отрядом из 3 фрегатов («Воин», «№ 1», «№ 2»), Мордвинов крейсировал в Балтийском море. Капер не появился, и отряд в августе возвратился в Кронштадт. В том же году из печати вышли три первые части составленной им «Книги полного собрания о навигации». Последнюю, четвертую часть книги опубликовали в сентябре 1753 года; за труды его по составлению автор получил по прошению лишь 10 экземпляров всего сочинения. В 1753 году моряк также составил книгу «Толкование о геометрии».
В январе 1748 года С. И. Мордвинов был назначен начальником штурманской роты. Летом того же года он командовал линейным кораблём «Полтава» в практическом плавании эскадры под командованием вице-адмирала Барша. Этим же летом Мордвинов заболел и был болен весь 1749 год. Возвратившись из отпуска по болезни в 1750 году он опять принял командование линейным кораблём «Полтава» и совершил на нём поход до Готланда в составе эскадры под командованием вице-адмирала З. Мишукова.
В 1751 году был представлен к званию капитана второго ранга. Осенью 1752 года новоиспечённый капитан второго ранга был назначен советником адмиралтейской конторы (интендантской экспедиции), а с 25 июня 1753 по 20 января 1754 года он временно исполнял обязанности директора экспедиции. В феврале 1754 года Мордвинова по его просьбе уволили с должности советника адмиралтейской конторы, ибо ему потребовалось выехать в родовое имение по семейным обстоятельствам. 15 марта С. И. Мордвинов был произведён в капитаны первого ранга, а в сентябре того же года был введён в комиссию по собранию морских узаконений вместе с вицеадмиралом Баршем, капитаном Пущиным и лейтенантом Назимовым. В членах этой комиссии он состоял восемь лет, а с ноября 1755 года, после смерти вице-адмирала Барша, исполнял обязанности председателя комиссии. В декабре того же года Мордвинов получил звание капитан-командора. Начало Семилетней войны (1756–1763 годов) способствовало возвращению С. И. Мордвинова с береговых должностей на действующий флот. Осознавая опасность высадки войск Фридриха II командование российского флота в сентябре 1756 года послало в крейсерство эскадру С. И. Мордвинова для наблюдения за прусскими портами. Имея брейд-вымпел на корабле «Наталия», капитан-командор с эскадрой из 2 кораблей («Наталия» и «Шлиссельбург») и 4 фрегатов («Россия», «Михаил», «Крейсер» и «Вахтмейстер») ходил к Данцигу, чтобы воспрепятствовать транспортировке прусских войск, и в октябре вернулся в Кронштадт. По возвращении он представил журнал, описи и промеры берегов. В том же году моряк представил морской комиссии составленные им сигналы и усовершенствованный компас, «стрелка которого намагничена искусственным магнитом, а не натуральным, как было до того».
По испытании компас признали «лучше прежних».
5 мая 1757 года С. И. Мордвинов был представлен к званию контр-адмирала. В 1758 году участвовал, в звании Советника, в походе адмирала Мишукова к прусским берегам, находясь на флагманском корабле «Святой Николай»; В 1759 году в Санкт-Петербурге контр-адмирал был презусом генеральной комиссии фергеров и кригсрехтов, с декабря стал присутствовать в Адмиралтейств-коллегии… В 1760 году, держа флаг на корабле «Св. Андрей Первозванный», Мордвинов оставаясь советником Мишукова, командовал арьергардом флота при осаде Кольберга. Корабли его отряда послужили наиболее активной частью флота как в ходе борьбы за береговые батареи, так и в прикрытии отхода внезапно атакованного прусским вспомогательным корпусом десанта на суда.
Отправленный на берег для наведения порядка, он встретил уже отходившие в панике войска, и контр-адмиралу осталось лишь организовать погрузку войск на суда и отход в море. Как один из виновников неудачного исхода экспедиции Мордвинов был предан суду, но наказанию не подвергся, как и другие военачальники — 18 декабря императрица Елизавета написала на приговоре по делу: «Для Рождества Христова прощаются».