Burgoyne teve seu serviço mais distinto na guerra de independência dos Estados Unidos. Ele planejou uma grande invasão para encerrar a Revolução Americana e foi apontado para comandar uma tropa que vinha do sul do Canadá para marchar até o norte dos Estados Unidos, especialmente para conquistar o baluarte revolucionário na região da Nova Inglaterra. John seguiu com o plano, movendo-se pela fronteira canadense mas avançou rumo ao sul de forma lenta, permitindo aos americanos se reagrupar e preparar. O plano era unir forças com uma tropa inglesa em Nova Iorque, mas o exército que estava lá preferiu partir mais cedo e ir na direção contrária, rumo a Filadélfia. Esse desencontro isolou Burgoyne e os americanos contra-atacaram ele na região de Saratoga. Preso e cercado, sem chances de ser resgatado, Burgoyne decidiu se render, ao lado dos seus 6 200 homens, a 17 de outubro de 1777. Sua rendição, segundo o historiador Edmund Morgan, "foi o ponto decisivo da guerra, porque a vitória deu animo aos americanos e, acima de tudo, convenceu as potências inimigas da Inglaterra na Europa a apoiar as Treze Colônias". Ele foi logo em seguida liberado pelos americanos, junto com seus oficiais. Todos os demais permaneceram para atrás como prisioneiros de guerra. Burgoyne foi duramente criticado quando retornou a Londres e nunca mais recebeu um comando.