雍正三年（1725年）又被擢升为浙江巡抚兼理两浙盐政。雍正五年，李卫“寻授浙江总督，管巡抚事”；第二年年，朝廷又以“江南多盗”，而且地方官又“非戢盗之才”为由，命李卫统管江南七府五州盗案，“将吏听节制。”

雍正枥力称赞李卫，甚至在奏折上批道“此筹是，览而不嘉悦者，除非呆皇帝也。此时，天下督抚与朕心关切者，鄂尔泰、田文镜、李卫三人耳。”雍正七年（1729年）正月到九月，其侦破了一起以江宁人张云如以符咒迷惑百姓的反清复明集团，张云如与其党甘凤池、陆同庵、蔡思济、范龙友等人被逮捕。[2]乾隆三年（1738年）八月，在随皇帝拜谒泰陵时，突发肝病。十月，乾隆帝允准其解任调养。然而未及还乡，即吐血身亡，年五十二岁。乾隆帝深为悼念，遂谕曰“李卫才猷干练，实心办事，宣力封疆，无少瞻顾，畿辅重地，正资料理……今闻溘逝，深为悼念。”谥号“敏达”。