Da den tredje franske republikk ble innrettet i 1870 ble han av Léon Gambetta utnevnt til krigskommissær og fikk i oppdrag å organisere forsvarsvesenets sentraladministrasjon og gjorde i dette henseende en verdifull innsats. I årene 1867-1920 var Freycinet senator, og kom til å spille en særdeles fremtredende rolle i parlamentet.