В 1777 году он поступил на государственную службу в Правительствующий Сенат в чине статского советника.
В 1778 году Державин женился на шестнадцатилетней Екатерине Бастидон, которую называл Пленирой — от слова «пленять» — и посвящал ей множество стихотворений. Именно в этот период он обрел свой собственный литературный стиль, но знаменитым Державина сделала ода «Фелица», опубликованная в 1783 году с посвящением Екатерине II. Название поэт взял из сочинения самой императрицы — «Сказка о царевиче Хлоре», — превратив «царевну киргиз-кайсацкия орды» в идеал просвещенной правительницы, матери народа. После этого громкого поэтического выступления поэту стали жаловать высокие должности, однако принципиальный характер мешал Державину ладить с чиновниками, и он часто менял места службы.
В 1784 году Державина назначили олонецким губернатором в Петрозаводске, а в 1785 году перевели в Тамбов, где им были построены училище, больница, приют, открыты городской театр и первая в городе типография.
В 1791 году Державин стал кабинет-секретарем Екатерины II. Тогда же им был создан первый неофициальный гимн России: шла война с Турцией, русские войска под предводительством А. В. Суворова взяли крепость Измаил и, вдохновленный этой победой, поэт написал стихотворение «Гром победы, раздавайся!» (музыку к нему сочинил композитор О. А. Козловский). С 1793 года Державин служил тайным советником императрицы.
После кончины жены в 1794 году Державин вскоре женился вторично. Его избранницей стала Дарья Дьякова, подруга первой жены. Детей у Державина не было ни в одном браке. Супруги взяли на попечение детей погибшего друга семьи — Петра Лазарева. Один из его сыновей, Михаил Лазарев, стал адмиралом, открывателем Антарктиды, губернатором Севастополя. Также в семье воспитывались племянницы Дарьи Дьяковой.
В 1795 году Державин получил должность президента Коммерц-коллегии. С 1802 по 1803 годы он служил министром юстиции. Все это время поэт продолжал писать, создал оды «Бог», «Вельможа», «Водопад».
В 1803 году Державин ушел в отставку и полностью посвятил себя литературе. Он писал трагедии, комедии и оперы для театра, создавал поэтические переводы Расина, сочинял басни («Жмурки», «Выбор министра»), сказку «Царь-девица», работал над трактатом «Рассуждение о лирической поэзии или об оде». В его «Заметках» содержалась теория стихосложения.
В 1811 году Державин организовал литературный кружок «Беседа любителей русского слова», в который вошли писатели Дмитрий Хвостов, Александр Шишков, Александр Шаховской, Иван Дмитриев. Они придерживались консервативных взглядов на литературное творчество, выступали за утверждение классицизма в литературе и сохранение в ней старославянского языка. Последним произведением Державина стало неоконченное стихотворение «Река времени в своем стремленьи...»
В 1816 году поэт скончался в принадлежащем ему новгородском имении Званка. Похоронен Державин неподалеку от Великого Новгорода, в Спасо-Преображенском соборе Варлаамо-Хутынского монастыря.
Музей-усадьба Г. Р. Державина (наб. реки Фонтанки, 118) является уникальным мемориальным объектом, воссозданным в 2003–2011 годах. Городская усадьба поэта, помимо особняка, в котором Державин жил с 1791 по 1816 год, и Домашнего театра, включает Оранжерею и Усадебный сад.