No ano de 1748, aos 42 anos, vendeu sua editora buscando dedicar-se à ciência em tempo integral. O cientista conseguiu reputação internacional com descobertas sobre a eletricidade, foi eleito membro da Royal Society, ganhou uma medalha Copley e teve seu nome usado para designar uma medida de carga elétrica.
Foi ele que identificou cargas positivas e negativas, além de demonstrar que os trovões são fenômenos de natureza elétrica, o que serviu de base para a sua principal invenção: para-raios. Além disso, ele inventou as lentes bifocais e o Franklin stove – aquecedor a lenha -, e também revolucionou a meteorologia. Criou mapas meteorológicos semelhantes aos que usamos ainda hoje por meio de observações e conversas com agricultores, percebendo que a mesma tormenta percorria várias regiões.
O cientista, além de ser um excelente inventor, era também muito hábil na administração pública. Com 47 anos, ele tinha uma fortuna muito grande acumulada, e por isso se retirou dos negócios, criando na Filadélfia o primeiro corpo de bombeiros e a primeira biblioteca. Criou um grupo de leituras que deu origem à Sociedade Americana de Filosofia e, no governo, um de seus feitos mais notáveis foi a reforma do sistema postal. Franklin foi embaixador em colônias no Reino Unido e representante dos Estados Unidos na França após a independência americana. Foi chamado de volta aos Estados Unidos no ano de 1785, quando foi registrado e honrado como um dos heróis da independência com um retrato de Joseph Smithsoniano. Isso por ter participação da redação da Declaração da Independência e da Constituição do país. Ainda em sua ação política, atuou no engajamento da campanha abolicionista, continuando, mesmo assim, com uma grande popularidade.
Durante os últimos 5 anos de sua vida, Franklin viveu fora da vida pública, rodeado por seus amigos. Faleceu em abril de 1790, aos 84 anos, na Filadélfia, e seu funeral teve o acompanhamento de 20 mil pessoas.