1775年5月5日，富兰克林回到了费城。两个半星期前，这座城市已经准备投入一场战斗中，起因是盖吉将军手下的一支英国部队在莱克星顿和康科特街与武装民兵发生了冲突。当时伦敦已经下令逮捕富兰克林，因此他毫不犹豫地投入到了起义大军的行列。除了成为美洲殖民地第二届会议的代表外，富兰克林还负责一些重要的委员会。1776年夏天，他加入一个5人委员会，负责起草宣告美国独立的文件。托马斯·杰斐逊起草了宣言的初稿。富兰克林觉得杰斐逊在表述“真理”这句话时使用的“神圣和不容否定”不够确切，他建议修改为“我们认为这是不言自明的真理”。
由于急需武器，美国决定向法国寻求帮助，富兰克林被派往法国完成这一重要使命。尽管年事已高，但他还是接受了使命，这就意味着他又要和女儿萨拉以及外孙们分离。富兰克林因为追求美国的独立，也给自己的个人生活带来了影响。他的儿子威廉是一个坚定的英帝国追随者，在美国独立的问题上无法与父亲达成共识。富兰克林还和许多英国朋友断绝了往来。
当时，70岁的富兰克林身体虚弱，痛风和肾结石折磨着他。但就在美国国会通过《独立宣言》的当天，他便启程前往法国，伴随他的是一个新生国家的希望。在法国到处都是密探和双重间谍，富兰克林小心翼翼地筹措资金、安排装卸武器的船只，巧妙地处理被美国武装民船扣押的货运船。一方面他是个骄傲的反对王权和贵族的人，同时他又不排斥有可能帮助美国独立的法国贵族和王室成员。随着与路易十六及玛丽·安东尼特王妃见面的日子越来越近，富兰克林更加小心谨慎。他每跨出去一步都充满艰辛，因为当时他只是一名没有正式任命的外交使节，代表的又是一个尚未被承认的国家。
不过，从富兰克林个人的角度来看，他在法国获得了空前的成功。富有感染力的个性使他在法国如鱼得水，他被邀出席盛大的宴会、贵族的沙龙，人人都赞美他这位知名的电学家，他使整个法国沸腾起来。当约翰·亚当斯抵达法国加入美国代表团时，发现这里的每个人上至内阁部长下至旅馆的女侍都知道这位博士先生。富兰克林的肖像随处可见，挂在壁炉架上，垂在表链下，刻在装饰盘、徽章、戒指上，印在外衣、帽子、鼻烟壶上，更让亚当斯惊异的是，富兰克林似乎拥有吸引所有女性的魅力，因为各种年龄的女人都喜欢簇拥这位仪表堂堂、头发稀疏、备受痛风折磨的70岁老头，希望赢得他的注意。在众多的女性中布里安夫人和厄尔维修斯夫人似乎真正地吸引了他。
在法国期间，富兰克林一方面想方设法让法国承认美国，同时又冒着生命危险巧妙地解决武器的运输，并谋求军事上的同盟。1778年法国和美国正式结盟，这时富兰克林与约翰·杰伊和约翰·亚当斯一起被派往英国，运用各种手段力争在不得罪同盟国法国的前提下，和英国进行和平谈判。1783年11月30日，美国与大英帝国正式签订了《巴黎和约》。据说，当天富兰克林穿的衣服正是10年前他在英国枢密院受尽辱骂时所穿的那件。但这一次恰如他所代表的新生国家，他把过去的耻辱转化成了今日的胜利。
1785年春天，美国政府终于同意了富兰克林要求回国的请求。富兰克林说尽管他爱法国，不过还是希望在自己的祖国度过余生。当年富兰克林是以说客的身份去法国的，离开时他成了一个主权国家的代表。
在6个星期的返航途中，80岁的富兰克林忍受着肾结石所带来的病痛，测量和记录海水温度，那是一项他坚持了30年的研究——绘制湾流图。回到费城的旧宅后，富兰克林本想完全退出政治生活。但是没过多久，他又被选为宾夕法尼亚的代表，加盟联邦制宪会议。在1787年夏天的制宪会议上，各州代表争论激烈。虽然富兰克林个人的力量微乎其微，但他还是设法使激烈辩论的双方达成了某种妥协。在新宪法拟定的最后一天，他发表了一份声明：“对宪法中的部分条款，我并不完全赞成，但我不能肯定我永远不会赞同，因为许多我过去以为是正确的观点现在发现却是个错误……”所以他要求参加会议的代表们审视一下自以为一贯正确的立场，像他一样在文件上签写自己的名字。宪法通过了。
躺在病床上的富兰克林给一位法国科学家写了封信，“我们的新宪法出台了。它应该会永远生效，但是这个世界上只有死亡和征税是确定无疑的……” 富兰克林在1790年4月17日逝世，与其妻合葬在费城Christ Church的墓地。
由于1928年以后每张百元美钞上都印有本杰明·富兰克林的肖像，再加上美元身为世界主要流通货币的重要性，导致本杰明·富兰克林的长相广为世界各地不少人所熟悉。
他的离去在美国、法国和英国都引起了不小的震动，尤其是法国。法国参议院为他默哀。在法国人看来，他们更加重视、爱戴富兰克林，更懂得欣赏他的才华。美国总统乔治·华盛顿这样评价他：“因为善行而受景仰，因为才华而获崇拜，因为爱国而受尊敬，因为仁慈而得到爱戴，这一切将唤起人们对你的亲切爱戴。你可以得到最大的欣慰，就是知道自己没有虚度一生。”
热爱生活的富兰克林，从北美沿海一个默默无闻的港口城镇走来，成长为那个时代的风云人物。他的奇闻轶事如同一笔财富流传了下来。他的一生是自我奋斗、自我教育、自我完善的过程，在众多不同的领域都取得了巨大的成就。在那些视美国人为未开化民族的人面前，富兰克林以他的美德和睿智向全世界重新定义了“美国人”。
捕捉“天火”（天电）
1746年，一位英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验。富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演，并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了。随后富兰克林开始了电学的研究。富兰克林在家里做了大量实验，研究了两种电荷的性能，说明了电的来源和在物质中存在的现象。在十八世纪以前，人们还不能正确地认识雷电到底是什么。学术界比较流行的是认为雷电是“气体爆炸”的观点。在一次试验中，富兰克林的妻子丽德不小心碰到了莱顿瓶，一团电火闪过，丽德被击中倒地，面色惨白，足足在家躺了一个星期才恢复健康。这虽然是试验中的一起意外事件，但思维敏捷的富兰克林却由此而想到了空中的雷电。他经过反复思考，断定雷电也是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文，并送给了英国皇家学会。但富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的冷嘲热讽，有人甚至嗤笑他是“想把上帝和雷电分家的狂人”。富兰克林决心用事实来证明一切。
1752年7月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝（另一个说法是铜钥匙），立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振。英国皇家学会给他送来了金质奖章，聘请他担任皇家学会的会员。他的科学著作也被译成了多种语言。他的电学研究取得了初步的胜利。然而，在荣誉和胜利面前，富兰林没有停止对电学的进一步研究。
关于这个“天电”实验一直存在质疑，富兰克林本人也从未正式承认做过这个实验，“探索频道”的《流言终结者》节目通过人造环境模拟实验得出结论，如果按照传言中的方式用风筝引下雷电，富兰克林肯定会被当场电死，而不可能只是“掠过一阵恐怖的麻木感”。尽管对富兰克林是否做过风筝实验存在争议，但他是在1750年第一个提出用实验来证明天空中的闪电就是电的科学家，即使他做过风筝实验，也肯定不会和传言中的一样。
1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。血的代价，使许多人对雷电试验产生了戒心和恐惧。但富兰克林在死亡的威胁面前没有退缩，经过多次试验，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始应用，但有些人认为这是个不祥的东西，违反天意会带来旱灾。就在夜里偷偷地把避雷针拆了。然而，科学终于将战胜愚昧。一场挟有雷电的狂风过后，大教堂着火了；而装有避雷针的高层房屋却平安无事。事实教育了人们，使人们相信了科学。避雷针相继传到英国、德国、法国，最后普及世界各地。富兰克林对科学的贡献不仅在静电学方面，他的研究范围极其广泛。在数学方面，他创造了八次和十六次幻方，这两种幻方性质特殊，变化复杂，至今尚为学者称道；在热学中，他改良了取暖的炉子，可以节省四分之三燃料，被称为“富兰克林炉”；在光学方面，他发明了老年人用的双焦距眼镜，戴上这种眼镜既可以看清近处的东西，也可看清远处的东西。他和剑桥大学的哈特莱共同利用醚的蒸发得到零下二十五度（摄氏）的低温，创造了蒸发致冷的理论。此外，他对气象、地质、声学及海洋航行等方面都有研究，并取得了不少成就。