В 1845-53 гг. учеба в Петербургском Горном ин-те с получением права ученика 1 разряда. В окт. 1853 г. назначен практикантом на Златоустовский оружейный завод, в авг. 1854 г. переведен на должность механика. С дек. 1859 г. до сен. 1861 г. - заграничная командировка с целью практического изучения заводского дела. В дек. 1861 г. Воронцов назначается управляющим оружейной фабрики.
В авг. 1863 Ворнцов назначается начальником строительства Перм. сталелушечного завода. В 1871 г. произошло объединение сталепушечного и соседнего чугунопушечного заводов в одно предприятие: "Пермские пушечные заводы" (ППЗ), горным начальником которых назначен Воронцов.

С переездом в апр. 1876 г. в Петербург по распоряжению императора Воронцов назначается членом Горного совета и Горного ученого комитета. В 1877-83 гг. Воронцов - директор Путиловского сталелитейного и рельсопрокатного завода в Петербурге. С янв. 1885 г. и до конца жизни - директор Горного ин-та.
Воронцов участвовал в работах П. М. Обухова по получению различных сортов стали в Златоусте (1855-56 гг.). Возглавив строительство ППЗ, Воронцов начал производство стальных артиллерийских орудий первоначально на базе старого медеплавильного завода. Новая сталелитейная фабрика оригинального проекта имела 240 горнов по 3 тигля в каждом и позволяла получить сразу до 1000 пудов жидкой стали. 14.01.1864 сообщалось о получении первой стали превосходного качества. Опытное орудие было изготовлено в сент., а в дек. 1864 г. проведены успешные испытания. Но случаи разрывов орудий в партии 1865 г. потребовали новых исследований и технологий. В марте 1867 г. Воронцов командируется в качестве эксперта на Всемирную промышленную выставку в Париже. 1868 г. на ППЗ изготовлена и испытана первая стальная 8-дюймовая береговая пушка. Воронцов выступил на заседании Русского технического общества с докладам "Об испытании физических свойств стали..." В 1868 г. получено разрешение на составление проекта 35-тонного, а затем и 50-тонного молотов. Летом 1869 г. начались и в окт. 1871 г. закончились работы по устройству фундамента крупнейшего в мире 50-тонного молота двойного действия "царь-молота", способного развивать усилие в 120 т. 1872 г. - постройка здания новой молотовой фабрики и приготовление к отливке цельного стула (шабота) для наковальни. Специально для этого потребовалось соорудить целый литейный цех (14 вагранок системы Маккензи и 3 воздуходувные машины). Отливка стула, начатая 26.01.1873 продолжалась непрерывно 27 часов, в ней участвовало 700 рабочих. Остывание отливки длилось 3 месяца. 7.10.1873 стул был установлен на место.

На этом была успешно завершена беспрецедентная для мировой практики по сложности и дерзости технической мысли работа по изготовлению чугунного монолита гигантского молота крупнейшей и по сей день отливки в мире. (38000 пуд., 620 т.). В 1871 г. изготовлена 9-дюймовая береговая пушка. В 1874-75 гг. освоение производства стали на печах Сименса, в 1875 г. построена первая Мартеновская печь. В 1874-76 гг. по проекту Воронцова - строительство механической фабрики ("Воронцовской фабрики"). Воронцов активно вел строительство внутризаводской ж. д. Паровозы изготовлялись также на ППЗ механиком-самоучкой Д. Пермяковым. Отказ министерства в производстве 16-дюймовых и 14-дюймовых чугунных пушек стал причиной просьбы об освобождении от должности горного начальника ППЗ.
На Путиловском заводе Воронцов завершил начатое ранее техническое оснащение, наладил рельсопрокатное производство, внедрил внутризаводской паровозный транспорт.

В 1880 г. Воронцов совместно с иностранцами Эренвертом и Прохаски получил на 5 лет привилегию на способ получения стали в отражательных печах.

В 1878 г. Воронцов утвержден в звании члена совета торговли и мануфактур при министерстве финансов, активно участвовал в работе "Об-ва для содействия русской промышленности и торговле", в заседаниях Гл. артиллерийского управления.
В 1865 г. - первое представление перм. стальной пушки с оценкой "1 разряда" на Мануфактурной выставке в Москве. 7.03. 1869. 1870 г. - признание достижений Перм. сталепушечного завода на Всероссийской мануфактурной выставке в Петербурге, 1873 г. - экспонирование продукции ППЗ на Всемирной промышленной выставке в Вене,Лондонской международной выставке.

Воронцов за успехи в развитии отечественного артиллерийского производства награжден орденом Св. Анны 2-й степени.
Сочинения: Газовая печь Сименса // Горный журнал. -1860. -Т. З, №8. С. 169-178;
Об испытаниях 12-фунтовой стальной пушки, отлитой на Пермском заводе // Горный журнал. -1866. Т.1, №2. С.24-25;
Об испытании физических свойств стали в отлитых болванках для орудий на Пермском з-де // Записки имп. Русского технического об-ва -1869. Вып. 7-8. С. 178-187;
Промысловые и проселочные паровые жел. дороги. - СПб., 1893.