La Segreteria di Gabinetto andò progressivamente acquistando importanza per la mediazione tra Sovrano e Consiglio che venne a svolgere soprattutto a partire dal 1789, quando Pietro Leopoldo riunì in un unico Consiglio, affiancato da alcune Segreterie, quelli che fino ad allora erano stati dei Consigli separati (di Stato, di Finanze, di Guerra all'epoca della Reggenza; di Stato e Guerra e di Finanze dal 1770). Al momento dell'unificazione del Consiglio si configurò una struttura di vertice basata su una dualità dialettica tra Sovrano e Consiglio stesso. In questo quadro la Segreteria di Gabinetto si pose come organo di collegamento e assunse sempre maggiori compiti per rispondere al nuovo assetto di vertice dello Stato, dove si andava sottolineando la separazione fra Consiglio e Segreterie da un lato e Sovrano dall'altro. Tutti gli affari che non erano discussi dal Consiglio venivano sottoposti al Sovrano tramite la Segreteria di Gabinetto: il Segretario intimo certificava con la sua firma le decisioni del Principe e teneva rapporti con il Consiglio e con altri uffici dello Stato, acquisendo in questo modo una grande rilevanza istituzionale.
Alcuni mutamenti nell'assetto e nelle funzioni maggiori si ebbero con Ferdinando III e, soprattutto, con Leopoldo II, grazie al quale l'ufficio definì le sue competenze e le sue procedure, tramite un assetto burocratico sancito da una prassi informale. Negli anni venti e trenta, infatti, la Segreteria di Gabinetto vide accrescere i propri compiti di supporto e di assistenza al Granduca nella trattazione degli affari sottopostigli dal Consiglio o da trasmettere ad esso; assunse il ruolo di portavoce dell'autorità sovrana nei confronti di istituzioni pubbliche e private e di singoli sudditi; divenne il filtro delle aspettative che individui, gruppi, istituzioni, riponevano nel Granduca. Le due figure di Segretari che meglio rappresentano il progressivo burocratizzarsi dell'attività della Segreteria di Gabinetto furono Carlo Felici e Matteo Bittheuser.
La Segreteria di Gabinetto rimase in vita per alcuni mesi anche dopo la fuga del Granduca da Firenze nel 1859 fino al giugno di quell'anno quando una Commissione si occupò di smantellare i beni e le amministrazioni del Granducato.