В 1781 году Фонвизин написал комедию «Недоросль», которая впервые была поставлена в театре 24 сентября 1782 года. Одновременно он пишет «Рассуждение о истребившейся в России совсем всякой форме государственного правления и оттого о зыблемом состоянии как империи, так и самих государей», более известное как «Рассуждение о непременных государственных законах». Это «рассуждение» позднее было опубликовано А.И. Герценом в Лондоне; в России же этот трактат был издан С.Е. Шумигорским как приложение к его книге «Император Павел I. Жизнь и царствование» только в 1907 году.

Комедия «Недоросль» – центральное произведение Фонвизина, одна из вершин русской драматургии, органично связанная с идейной проблематикой «Рассуждений…». В пьесе изображены страшные последствия крепостничества – это «рабство» не только крестьян, но и помещиков, которые в условиях безнаказанности и полной безответственности буквально «оскотиниваются». Впервые на сцене появляются и положительные герои Фонвизина – Стародум и Правдин, которые по своему мировоззрению исповедуют идеалы Просвещения. Императрица Екатерина и ее приближенные встретили комедию «Недоросль» с негодованием.

В 1781 году Фонвизин получил новое назначение – он стал членом правления Почтового департамента (находившегося тогда в ведении Коллегии иностранных дел) и принял активное участие в разработке проекта реформирования почты. Он обозначил три основных направления реформирования. Прежде всего необходимо было обеспечить безопасность почты, «скорое ее хождение», а также «сбор, сохранение и возможное приращение доходов» от почтового дела. Фонвизин писал, что «почта должна быть двоякая: одна легкая – для писем и самых легких и маленьких посылок, а другая тяжелая – для денег, вещей и людей». Эта идея Фонвизина о разделении почтовых отправлений была реализована: из Москвы в Петербург и обратно почту стали доставлять два раза в неделю, а не один раз, как ранее.

7 марта 1782 года Фонвизин подал в отставку, решив полностью посвятить себя литературному творчеству. Он чувствовал приближение опалы: ему долго не давали разрешения поставить «Недоросля». Есть и другая точка зрения: что Денис Иванович был отставлен от службы после того, как Екатерине II стало известно о «Рассуждении…». Ознакомившись с этим произведением, императрица будто бы заявила: «Худо мне жить приходится, уж и господин Фонвизин хочет учить меня царствовать!» Однако достоверных подтверждений этой версии нет. Окончательно Фонвизин вышел в отставку в 1783 году с чином статского советника и с пенсией в 300 рублей.

Он написал много статей и для журнала «Собеседник любителей российского слова», который начал выходить с мая 1783 года. Его редактором числилась княгиня Е.Р. Дашкова, но известно, что за журналом пристально следила сама императрица Екатерина II, печатавшая в нем свои литературные и исторические сочинения. Уже в первом номере был напечатан «Опыт российского сословника», где автор, обличая российскую действительность, пишет о природном равенстве людей. Так, Фонвизин категорически не согласен с трактовкой расхожего понятия «подлый человек»: «Человек бывает низок состоянием и подл душою. В низком состоянии можно иметь благороднейшую душу, равно как и весьма большой барин может быть весьма подлый человек. Слово „низость“ принадлежит к состоянию, а „подлость“ – к поведению». В последующих номерах «Собеседника» Фонвизин помещает свои новые сатиры: «Челобитная российской Минерве», «Путешествие мнимого глухого и немого» и др.

31 марта 1783 года умер Никита Иванович Панин, друг и единомышленник Фонвизина. Именно к этому времени относится создание окончательной редакции «Конституции» – проекта государственных преобразований, реализацию которого Н.И. Панин связывал с воцарением своего воспитанника Павла Петровича.

В 1784–1785 годах Фонвизины для поправки здоровья снова уехали за границу. Они побывали в Германии и Италии, где Денис Иванович анонимно издал на французском языке «Жизнь графа Никиты Ивановича Панина», нарисовав образ идеального просвещенного вельможи.

Последние годы жизни Д.И. Фонвизин был тяжело болен, но литературных занятий не оставил: начал автобиографическую повесть «Чистосердечное признание в делах моих и помышлениях». Он готовил собрание своих сочинений в пяти томах; текст к 1788 году был готов, но запрещен к печати Екатериной II. Не состоялось и задуманное им издание журнала «Московские сочинения». Умер Денис Иванович Фонвизин в Петербурге I декабря 1792 года и был похоронен в Александро-Невской лавре.

Жизнь, творчество, общественно-политические взгляды Д.И. Фонвизина переплелись в подлинный калейдоскоп: мало найдется литераторов, да еще в XVIII веке, столь популярных при жизни. Возможно, Екатерина II, несмотря на постоянное недовольство деятельностью и взглядами Фонвизина, не стала его преследовать именно из-за его огромной популярности.

Формирование взглядов Фонвизина во многом происходило во время обучения: школа дала ему знание иностранных языков, умственную дисциплину, благодаря которой он выделяется из среды современных ему литераторов не только талантом, но и систематичностью образования. Большую роль в становлении Фонвизина как мыслителя сыграл Н.И. Панин. Именно с именем графа Панина связано участие Фонвизина в создании знаменитого проекта преобразований, известного под названием «Найденное в бумагах покойного графа Никиты Ивановича Панина Рассуждение о непременных государственных законах». Само существование этого документа обросло легендами. Долгое время подлинник этой рукописи, написанный рукой Фонвизина, был засекречен. Известно, что сохранилось только введение к проекту законов, а полный текст был уничтожен. Единственный источник, повествующий о судьбе этого документа, – сочинения декабриста М.А. Фонвизина, племянника Дениса Ивановича, в его записках «Обозрение проявлений политической жизни в России».