追随孙中山。1921年孙中山于广州就任非常大总统，伍任外交部部长，兼财政部部长、广东省省长；更曾一度任代行非常大总统。1922年6月23日病逝广州。伍廷芳墓1988年迁至广州越秀公园内。
家族系谱.伍廷芳之妻子何妙龄，妻舅为何启爵士，二人为何福堂牧师之子女。伍廷芳与何妙龄育有一子伍朝枢，他是民国时期的外交家，曾出任国民政府驻美国大使。曾孙伍浩平为美国联邦法院第四位华裔法官。伍廷芳在英国进修其间与一英国女子玛丽娅诞下一女伍丽芳及三岁时将她带回香港抚养，而聚多的私人文物及艺术收藏