כשהיה בצרפת, התחבר עם המרקיז דה לה פאייט, הגיבור הצרפתי של המהפכה האמריקנית, והשתמש בהשפעתו כדי להשיג הסכמי סחר עם צרפת. לאחר פרוץ המהפכה הצרפתית, הרשה ג'פרסון ללה פאייט להיפגש בביתו עם רפובליקנים אחרים. הוא היה בפריז עם נפילת הבסטיליה, והתייעץ עם לה פאייט כשזה כתב את הצהרת זכויות האדם והאזרח. ג'פרסון גילה שמכתביו נפתחו בידי דוורים, ולכן החליט להמציא צופן משלו. הוא כתב את מכתביו החשובים בצופן למשך שארית חייו. בספטמבר 1789 עזב את פריז, בכוונה לחזור. אולם הנשיא ג'ורג' וושינגטון מינה אותו לתפקיד מזכיר המדינה הראשון, והכריח אותו להישאר במדינה. ג'פרסון תמך במהפכה הצרפתית אך התנגד לאלימות שלה.