En abril de 1775, los portugueses atacaron y recuperaron la ciudad de Río Grande, que estaba en manos españolas desde que Cevallos la ocupara en 1763; también tomaron las fortalezas de Santa Teresa, Santa Tecla y San Martín.El rey Carlos III solicitó a Cevallos un plan de respuesta a la agresión portuguesa; Cevallos organizó un plan de campaña muy cuidadoso, para invadir y anexar completamente a Portugal, aprovechando la distracción de Inglaterra enfrascada en la Guerra de Independencia de los Estados Unidos. El plan fue juzgado muy peligroso, pero la parte dedicada a las operaciones contra el Brasil, en cambio, fueron aprobadas. En su informe, Cevallos solicitaba que no se pusieran esas tropas en manos del gobernador de Buenos Aires, Juan José de Vértiz, a quien consideraba excesivamente veterano; el rey ordenó entonces poner las tropas al mando de un general aún más antiguo, el propio Cevallos.
Días antes de ponerse al mando de la expedición que debía partir, Cevallos fue notificado que debía asumir el cargo de Virrey del recién creado Virreinato del Río de la Plata; se trataba de una creación provisoria y limitada a la misión militar de Cevallos.
Había dejado buenos recuerdos en su condición de gobernador (1756-1766). Cumplidos los objetivos militares que dieron origen a la gran expedición para desalojar a los portugueses del Río de la Plata, se dedicó a los problemas propios de su gobierno; una de sus medidas produjo rápidos resultados prácticos: la libre internación de los productos en las provincias del interior, desde fines de 1777; habilitó además el puerto para el comercio libre, pero prohibió sacar plata de los límites del virreinato y especialmente hacia Lima; las barras o monedas acuñadas en Potosí eran trasladadas a Buenos Aires y así acrecentó el intercambio económico en toda la extensión del virreinato; anteriormente la riqueza minera salía por la vía de Perú hacia Panamá y Portobelo.
Con la expulsión de los portugueses del Plata se redujo el comercio de contrabando y por ello y por la apertura del puerto al comercio libre aumentaron las rentas fiscales. En el interior del país, con la disposición para la libre internación de productos, aumentó el tráfico de carretas, protegido por varios fortines contra los ataques de los indios; las comunicaciones fueron aseguradas entre Buenos Aires y las provincias de Cuyo.
Dio estímulos a la agricultura con disposiciones adecuadas y dictó medidas que determinaban el horario de las labores, la alimentación diaria de los peones, los salarios; también estableció penas severas para los ebrios y los jugadores.
A fin de disponer de fuerzas de trabajo, autorizó el comercio de esclavos negros directo o bien en virtud del tratado de Asiento. Ricardo Levene coloca a Cevallos entre los grandes virreyes, como Vértiz. "Representa al virrey innovador por excelencia. Sobran para consagrarle la serie de medidas orgánicas de carácter económico adoptadas a iniciativa suya, en franca oposición con el medio y el pasado". En el periodo de los dos primeros virreyes sobresale la obra eficiente de los intendentes Francisco de Paula Sanz y Manuel Ignacio Fernández.
Un historiador moderno, Enrique M. Barba, juzgó su, obra de gobierno destacando el trabajo de lenta penetración en el territorio de su mando, el detenido estudio de los problemas que se le presentan y la serie de medidas orgánicas de carácter económico y político que tuvieron la virtud de reanimar el dormido espíritu de la colonia, dándole incremento y vigor. "Buenos Aires se multiplicaba a su impulso, las provincias ven renacer un comercio que no sospechaban y todo el Río de la Plata marcha, sin saberlo aún, al camino dé la revolución".
Pedro de Cevallos, retrato de autor anónimo conservado por sus descendientes, cortesía del Sr Vicente Sierra para la publicación del libro.