Po nástupe kniežaťa Karola I. na rumunský trón sa medzinárodná situácia vyvíjala pre Rumunsko priaznivo a vznikla šanca na zisk nezávislosti. Vtedajší predseda vlády Ion Constantin Brătianu i napriek rivalite povolal skúseného Kogălniceanua naspäť do vlády, a v nasledovnom období vykonával hneď viacero funkcií: post ministra vnútra (18681870 a 18791880, a ministra zahraničných vecí (1876 a 18771878). V tomto období bola v roku 1877 oficiálne vyhlásená nezávislosť Rumunska. O rok neskôr zastupoval Rumunsko na Berlínskom kongrese, kde ale krajina vystupovala ako poradca. Od roku 1880 pôsobil istý čas ako rumunský veľvyslanec v Paríži. Ku koncu života bol prezidentom Rumunskej akadémie. Zomrel v roku 1891 zomrel v Paríži, pochovaný je v rodnom Jasy.