Михаил Иванович Астафьев начал службу в Оренбуржье подпоручиком Оренбургского Отдельного корпуса. В 1876 году Астафьев был назначен на ключевые посты - оренбургского губернатора и наказного атамана Оренбургского казачьего войска. 1 июля 1878 года он был официально утверждён в должности наказного атамана
Этот период его деятельности оказался особенно плодотворным и сложным одновременно. Вскоре после назначения Астафьеву пришлось организовать мобилизацию казачьих частей для войны с Турцией. Впервые в истории Оренбургское казачье войско должно было выставить, помимо уже находившихся на фронте двух полков второй очереди, ещё четыре полка той же очереди и три полка третьей очереди.
Руководство Астафьева пришлось на череду серьёзных испытаний для Оренбургского края. Весной 1879 года в Оренбурге произошла серия катастрофических пожаров, уничтоживших половину города. Атаман оперативно организовал помощь пострадавшим. По его ходатайству лицам войскового сословия, «потерпевшим разорение от пожара», было розданы выплаты.
Губернатор инициировал всероссийскую подписку для помощи погоревшему Оренбургу. Император Александр II пожертвовал 10 тысяч рублей, казна выделила 150 тысяч, частные жертвователи собрали 33 тысячи рублей.
«Пожарный» 1879 год сменился неурожайным, и вновь Астафьев организовал сбор помощи. Семьям казаков, нуждающимся в хлебе, из войсковых сумм было выплачено до 312 тысяч рублей.
За отличие по службе Астафьев был произведён в генерал-лейтенанты и удостоен высочайшего благоволения.
В память о заслугах Астафьева одна из станиц второго военного отдела Оренбургского казачьего полка была названа его именем. Также в его честь назван посёлок Астафьевский в Челябинской области.