Sin embargo, con la derrota de las tropas napoleónicas en la península ibérica y el retorno del rey Fernando VII al trono, se disolvieron las cortes y se persiguió a sus diputados, entre ellos Olmedo, quien estuvo prófugo un breve tiempo.

Sin embargo, en 1827, junto a Vicente Rocafuerte, lideró la rebelión del Departamento en contra de las políticas centralistas bolivarianas.

Contrajo matrimonio con la guayaquileña Ana Francisca de Maruri y Salavarría, de la antigua nobleza vasca asentada en la cuenca del Guayas, con la que tuvo a sus hijos José Joaquín y Magdalena.

[4]​ Durante su estadía en este centro de estudios conoció a José Mejía Lequerica —con quien entabló una gran amistad—,[5]​ y tuvo entre sus maestros al doctor Eugenio de Santa Cruz y Espejo, el cual mostró gran interés en ambos estimulándolos al estudio.

En 1803 escribió el poema Mi retrato y se lo envió a su única hermana Magdalena, que residía en Guayaquil, pidiéndole que al pie pusiera como letrero: "Amó cuanto era amable, amó cuanto era bello".

El diputado Castillo inició la discusión y las Cortes finalmente aprobaron la abolición de las mitas.

Ese discurso se ha publicado varias veces desde que Vicente Rocafuerte lo dio a la Imprenta en Londres.

[14]​ El proceso independentista, cuyo liderazgo recayó finalmente sobre León de Febres Cordero,[15]​ continuó en los días siguientes con una planificación exhaustiva que tenía como objetivo reducir al mínimo las bajas y la intervención del uso de las armas.

[18]​ Olmedo, durante su jefatura política, tuvo que afrontar rápidamente la continuidad del movimiento emancipador en los pueblos aledaños en la provincia.

[28]​ Olmedo ratificó la decisión del pueblo guayaquileño de mantenerse independiente y se negó a la integración colombiana, lo cual generó roces diplomáticos con el libertador Bolívar,[29]​ y ante una eminente invasión, envió cartas al libertador San Martín para que interceda en el conflicto.

[32]​ En conjunto con Bolívar, San Martín mantuvo una entrevista en el que trataron el asunto de la soberanía guayaquileña y las posteriores campañas militares en el Perú.

[33]​ El 27 de julio, ante el poderío bélico colombiano asentado en la ciudad, San Martín partió desde los muelles rumbo al Perú.

Desde ese entonces volvió a entablar amistad con el libertador y cuando se enteró en 1824 de la victoria de Junín, inició el Canto a Bolívar, poema épico que le dio fama internacional al salir publicado en Guayaquil en 1825 y en Londres en 1826.

En 1833 fue designado por Vicente Rocafuerte para discutir la paz con los delegados del Jefe Supremo, José Félix Valdivieso.

En 1835 escribió su poema Al General Flores, vencedor en Miñarica, fue elegido diputado por Guayaquil y luego Presidente de la Convención Nacional reunida en Ambato que eligió a Vicente Rocafuerte como nuevo presidente.

En 1837 intervino en la elaboración de las bases del Tratado con España que firmó Pedro Gual.

En noviembre renunció dichas funciones y Vicente Rocafuerte propuso su candidatura a la presidencia de la República, perdiendo frente a Roca, que ascendió al poder tras alcanzar las dos terceras partes de la votación.

Antes de morir había dicho: «He cumplido, no sin gloria, mi destino».

Entre sus más conocidas obras están: Canto a Bolívar; Al General Flores, vencedor en Miñarica; y Alfabeto para un niño.

En 1821 escribió su hermosa Canción del 9 de octubre considerada el primer himno que ha tenido el territorio ecuatoriano.

En 1843 editó Ocios poéticos del General Flores y una oda en su obsequio en 52 págs.

De allí en adelante sus cantos y poesías comenzaron a republicarse con gran éxito.