Его служба при Иване Грозном, Фёдоре Ивановиче и Борисе Годунове прошла незаметно: в 1590-1592 служил на воеводстве в Воронеже, а в 1595-1596 — в Тюмени. В 1604 прислан в Курск вместо умершего воеводы Г. С. Овцына. В 1605 восставший против Бориса Годунова народ арестовал воеводу и вынудил его присягнуть Лжедмитрию I, после чего он был направлен служить в Рыльск. Царь приказал верным ему войскам вешать всех изменников, и потому, когда к городу подошли верные Борису Годунову войска, Долгорукий-Роща послал им сказать, что присягнул Дмитрию, и открыл по ним огонь, за что был пожалован Лжедмитрием I в окольничие, назначен членом Меньшого Совета и стал ближним человеком. Упоминается разрядами среди участников пира на свадьбе Лжедмитрия I и Марины Мнишек. После гибели самозванца (1606) присягнул царю Василию Шуйскому и в том же году участвовал в походе к Коломне против отрядов И. Болотникова. В 1607 упоминается разрядами в торжествах по случаю свадьбы царя и кнж. Е. П. Буйносовой-Ростовской. Не доверяя Долгорукову-Роще, Шуйский в том же году отправил его на воеводство в Брянск. Когда в мае власть в городе взяли повстанцы, ушёл с верными царю северскими детьми боярскими и дворянами к Шуйскому, осаждавшему тогда Тулу.
В смутное время он держался народной партии, враждебной иноземцам и боярам, а потому был нелюбим среди своих родственников и не мог выдвинуться, хотя уже славился как хороший воин и как человек с большой силой воли.Когда потребовался надежный защитник для охранения Троице-Сергиевской лавры, которой угрожали поляки, о нем невольно вспомнили, и он был назначен первым осадным воеводою лавры; вторым воеводою был назначен Алексей Голохвастов. Нападение поляков на лавру, привлекавшую неприятеля своими богатствами, предвиделось уже с августа месяца, но состоялось только в конце сентября. Это время кн. Роща употребил на исправление и вооружение монастырской каменной ограды, а также на сбор жизненных припасов и на обучение защитников. Вооружены и наскоро обучены были даже иноки. 23 сентября лавра была обложена войсками Сапеги, Лисовского, Тышкевича и Вишневецкого. 25 числа, приобщившись св. тайн, Роща и Голохвастов присягнули над мощами Преподобного Сергия «сидеть в осаде верно, без измены». Войска осаждающих доходили численностью до 30000 человек, и сопротивление незначительного числа защитников такой силе казалось безумием. Поэтому уже 29 сентября Долгорукову и Голохвастову были доставлены от неприятеля письма со всякими угрозами и с предложением покориться Дмитрию (Тушинскому вору) без кровопролития. Воеводы отвечали: «не боимся ляхов и крамольников». Началась осада (3 октября), в продолжение которой Долгоруков оставался на стенах денно и нощно. 12 октября был отбит первый приступ.
19 октября Долгоруков сам сделал очень смелую и кровопролитную вылазку. 25 числа был столь же успешно отражен второй приступ. Узнав от пленного польского ротмистра Брушевского о начатых неприятелем подземных работах, защитники начали усиленно углублять рвы, чем отвратили опасность от подкопов, так как очень глубоко их вести в это время года, вследствие обильных грунтовых вод, было трудно. Это так раздражило неприятеля, что последовали два сильных приступа (31 октября и 1 ноября), отбитых лишь с трудом и с большими потерями. Положение осажденных особенно ухудшилось, когда неприятель овладел прудами, вследствие чего в лавре стал ощущаться большой недостаток в воде. Но иноки и ратные люди, воодушевляемые своими суровыми предводителями, держались одинаково твердо, и всякие переговоры с поляками по-прежнему отвергались с негодованием. Однако неприятель снова стал рыть подкопы; 9 ноября пришлось даже сделать вылазку, чтобы взорвать особенно опасный подкоп, что и удалось, благодаря мужеству осажденных. С наступлением больших морозов положение осажденных стало еще труднее, так как не хватало дров. От холода, недостатка воды и появившихся вследствие этих причин болезней начался мор.
Весною зараза прекратилась; сильно поредевшие ряды защитников были несколько пополнены пробравшимся в лавру отрядом 80 московских ратников под начальством атамана Останкова. Тотчас же дух мужественных защитников лавры снова поднялся, и 9 мая даже сделана была смелая вылазка. В ответ поляки дали 27 мая большой приступ, но были отбиты и понесли большие потери. Отчаявшись овладеть лаврою, они прекратили осаду и перешли к простому обложению, надеясь взять измором. Но осажденные оставались стойки даже, когда припасов стало недостаточно. Наконец 12 января 1610 г., узнав о приближении большой русской рати под начальством Скопина-Шуйского, поляки сняли обложение лавры и отступили. За оборону московской святыни кн. Роща получил из рук царских золотошитую шубу и золотой кубок. В следующем году он был отправлен воеводою на Двину.
В 1611-1612 находился на воеводстве на Северной Двине. Когда Второе ополчение во главе с кн. Д. М. Пожарским и К. Мининым подошло к Москве, часть поляков заперлась в Московском Кремле, другие побежали на юг и запад, а 22 сентября часть «черкас», т. е. запорожцев, отделилась от польского воеводы Я.-К. Ходкевича и «бросилась к городу Вологде. Пользуясь отсутствием объезжих караулов, башенных и городских сторожей, стрелецких голов и сотников, нарядных пушкарей и затинщиков, черкасы вошли ночью в город и взяли его приступом, людей изрубили, церкви ограбили, город и посады до основания выжгли, воеводу князя Долгорукова и дьяка Карташова убили…». Это случилось 22 сентября 1613 г.. Потомства не оставил.