Третей женой Муравьева была Евгения Ивановна Брониковская (1853—1920), которая, по словам Ю. Витте, «наконец забрала его в руки и держала в большом респекте, единственный человек, которого боялся и слушался Муравьев —это была его жена». Она была дамой высокомерной и крайне нелюбезной.

Во время приемов в русском посольстве в Риме, госпожа Муравьева стояла всегда посередине гостиной — нечто вроде тронного зала — и прибывшие гости маршировали перед ней, как солдаты на параде. Она удостаивала разговора только самых важных из них. Господин Муравьев, старался как мог сгладить и компенсировать высокомерие жены, но, несмотря на его любезность и дипломатический такт, посетителей посольства не могла не задевать её надменная манера. Овдовев, она удалилась от общества, оплакивая мужа и то великолепие, которое потеряла вместе с ним.

От этого брака у Муравьева были две дочери, Александра (1886) и Вера (1888), и один сын Валериан (1885—1932), окончил Александровский лицей, служил в Министерстве иностранных дел, известен как философ и публицист. Репрессирован в 1929 году.