Mãi đến bốn năm sau, năm Tự Đức thứ 24 (1871), khi vua Tự Đức cho soát xét lại những người chưa đỗ đạt, Đào Tấn mới được triệu về kinh thành Huế, được sơ bổ Điển tịch, sung vào Hiệu thư ở Nội các, tức hội nhà văn của triều đình, lo việc biên soạn và sáng tác, do vua Tự Đức làm chủ tọa.

Năm 1874, ông đư­ợc bổ nhiệm tri phủ Quảng Trạch sau thăng chức lên Phủ doãn Thừa Thiên. Làm quan suốt 3 triều, từ Tự Đức đến Thành Thái (1871 - 1904), ông kinh qua các chức vụ Tham biện, Tổng đốc An Tĩnh, Tổng đốc Nam Ngãi, Thượng thư Bộ Hình, Thượng thư Bộ Binh, Thượng thư Bộ Công, quan hàm nhất phẩm, được phong Hiệp biện Đại học sĩ, tước Vinh Quang tử. Năm 1904 vì chống đối với đại thần Nguyễn Thân, ông bị cách chức rồi lui về quê nhà ở ẩn.

Theo lời kể của cụ bà Đào Kim Yến, (con gái ông, mất tại Sàigòn năm 1958) thì ông là thầy dạy vua Thành Thái từ nhỏ và theo sát vua đến lúc bị Nguyễn Thân bức hại cách chức đuổi về quê. Tinh thần yêu nước chống Pháp của vua Thành Thái từ ông mà có nên năm 1907 khi vua Thành Thái bị Pháp ép thoái vị rồi bắt quản thúc ông buồn rầu phát bệnh và mất vài tuần sau đó.

Đào Tấn là một vị quan thanh liêm, cương trực, được giới sĩ phu trọng nể và nhân dân yêu quý[1]

Ông qua đời ngày 23 tháng 8 năm 1907. Hiện có ngôi mộ và đền thờ ông ở Bình Định.