Su mandato fue breve ya que en octubre de 1877 fue detenido por las fuerzas españolas y enviado a cumplir prisión en España.
Liberado, tras la amnistía producto del Pacto del Zanjón, viajó a Francia y luego a Estados Unidos, lugar donde se asentó, fundando un colegio bilingüe de varones llamado Central Valley School for Boys, en la localidad de Central Valley, en el estado de Nueva York.
Colaboró con la causa revolucionaria en el exilio en Estados Unidos, donde gozaba de gran prestigio por su labor como intelectual y educador.
Muerto José Martí en Dos Ríos, el gobierno de la República en Armas, constituido en 1895 en Jimaguayú, lo designó delegado del Partido Revolucionario Cubano y Agente del Gobierno de la República en Armas en el Exterior.
Una vez alcanzada la independencia de España, pero bajo la tutoría de Estados Unidos, Estrada Palma aceptó reticentemente a ser candidato presidencial, recibiendo el apoyo de Máximo Gómez, exjefe del Ejército Libertador y teniendo como opositor al general Bartolomé Masó (1830-1907), a quien como gesto conciliatorio y buscando mayor unidad, Estrada Palma le había propuesto la nominación a la vicepresidencia del país.
Pero Masó no la aceptó, y prefirió enfrentársele como opositor, para luego a última hora retirarse de las elecciones alegando fraude electoral premeditado.
UU., Tomás Estrada Palma llegaba a la presidencia de Cuba, por medio quedaban los veinticinco años vividos en el exilio.
para pagar los haberes debidos a los miembros del Ejército Libertador desmovilizado en 1899 por el gobierno interventor de EE. UU.
en Cuba (1899-1902), que habían recibido solo 75 dólares cada uno ese año, pagados por el gobierno de Estados Unidos.
Es un hecho notable que en 1943 ese préstamo ya había sido pagado.