1761 m. Abiejų Tautų Respublikos Seimo atstovas. 1765 m. iš karaliaus gavo valdyti Gardino seniūniją ir karaliaus ekonomijas Lietuvoje. Vėliau tapo karaliaus rūmų iždininku, nuo 1775 m. – senatorius.
Savo rėmėjo Čartoriskio lėšomis ir lydimas garsaus Lietuvos, lietuvių kalbos tyrėjo Ksavero Baužos 1777–1778 m. apkeliavo Sileziją, Čekiją, Vokietiją, Olandiją, Angliją ir Prancūziją. 1778 m. Paryžiuje susipažino su Žanu Žaku Ruso. Iš Italijos parsivežė orkestrą, iš Paryžiaus – baletą, iš Čekijos – aludarius ir vaistininkus. Savo lėšomis Gardine įkūrė pirmąjį valstybėje botanikos sodą, gamtos istorijos kabinetą ir biblioteką.
Darbai
1765 m. paskirtas Šiaulių ekonomijos administratoriumi pradėjo radikalias ekonomines ir urbanistines reformas iš esmės perstatyti Šiaulių ir Joniškio miestus. Tuomet Lietuvoje jau plito klasicizmo idėjos, kuriomis ir rėmėsi A. Tyzenhauzo planai – radialinio plano miestą perstatyti į taisyklingą stačiakampį. 1774 m. pradėta Šiaulių miesto centro rekonstrukcija, pertvarkant centrinę aikštę ir gatvių tinklą pagal klasicistinės architektūros principus. 1780 m. nušalintas iš pareigų nespėjo įgyvendinti visų savo sumanymų, bet pradėtas miesto plėtros procesas jau buvo nesustabdomas.
Jo rūpesčiu Gardine įkurta matininkų mokykla. Stengdamasis intensyvinti žemės ūkį, jis siuntė jaunuolius į Angliją mokytis agronomijos. Jo valdomose ekonomijose buvo melioruojami laukai, kasami grioviai, tiesiami keliai, auginamos naujos olandiškos gyvulių veislės, perkamas žemės ūkio inventorius. Prekybos tikslais ėmėsi valyti Nemuno vagą.
1768 m. A. Tyzenhauzas ėmė kurti palivarkus, kurių žemes turėjo įdirbti valstiečiai. Jie buvo išvaromi iš savo žemių, paliekant palivarkų pakraščiuose tik po ketvirtį valako. Gyventojai turėjo tiesti kelius, statyti įvairios paskirties pastatus, manufaktūras. Į manufaktūras valstiečiai buvo varomi prievarta, apgyvendinami barakuose, turėdavo maitintis patys, o už menkiausią nepasitenkinimą būdavo mušami. Išnaudojimas sukėlė valstiečių ir miestelėnų nepasitenkinimą, 1769 m. liepos 13 d. Žagarėje prasidėjo Šiaulių ekonomijos valstiečių sukilimas, per kelias dienas išplitęs visoje ekonomijoje. Sukilimas buvo žiauriai numalšintas.
Teismų reforma
Iš Vilniaus į Gardiną perkėlė Lietuvos Vyriausiąjį Tribunolą, Iždo komisiją, įkūrė čia teatrą ir ėmė leisti laikraštį. 1775 m. Abiejų Tautų Respublikos Seimo priimtu įstatymu motyvuojant „tikslingiau paskirstyti teismų kadencijas“ įkurta Šiaulių reparticija. Perkeldamas teismus į Šiaulius, Antanas Tyzenhauzas vadovavosi ne tik politiniais sumetimais, bet taip pat tikėjosi paskatinti Šiaulius toliau plėtotis, padidinti Šiaulių ekonomijos pajamas bei savo įtaką jai.
Jis siūlė sustiprinti vykdomąją teismų galią, rėmė pažangias pijorų mokyklas, pateikė Seimui projektą dėl Edukacinės komisijos pertvarkymo, buvo vienas iš miestelių reformos iniciatorių.
Pabaiga
Žemės ūkį jis bandė pakelti naudodamas senus baudžiavinius metodus, todėl gaminiai atsiliko nuo europietiškų ir kokybe, ir kaina. Jo manufaktūros viena po kitos bankrutavo, be to, prasidėjo ir didikų bei Rusijosambasadoriaus Oto Magnaus fon Stakelbergo intrigos, kad jis švaisto valstybės iždo lėšas. Investavus dideles lėšas į reformas nesugebėjo laiku sumokėti mokesčių sosto iždui, todėl 1780 m. karalius atėmė ekonomijas, uždarė manufaktūras. 1783 m. buvo teisiamas, 1784 m. atimtos visos privilegijos, dvarai ir Seimo atstovo teisės. 1785 m. Antanas Tyzenhauzas savo dienas skurdžiai pabaigė Varšuvoje.