Poco después emprendió la fuga a Inglaterra y al llegar a Londres recibió la noticia de que había sido nombrado Ministro Plenipotenciario por el General Santander.

[13]​ En 1825, Pombo fue reemplazado por Andrés Bello en el cargo diplomático y regresó a la Nueva Granada, donde fue ascendido al grado de coronel.

Un año después se traslada a París, donde cursa estudios en la Escuela Nacional de Puentes y Caminos, graduándose como ingeniero, tras lo cual regresa a su patria y se establece en Popayán.

En 1828, Perú invadió la frontera con Ecuador, que aún formaba parte de la Gran Colombia.

Esta situación fue aprovechada por José María Obando y José Hilario López para alzarse en armas contra Simón Bolívar, que se encontraba en medio del caos político derivado de la Conspiración Septembrina.

[11]​ En 1833 fue nombrado Secretario del Interior y de Relaciones Exteriores por Francisco de Paula Santander, ofrecimiento al que Pombo se opuso inicialmente, ya que se sentía a gusto instalado con su familia en Popayán y dedicado a la docencia.

Este instrumento, que ha sido considerado lesivo para los intereses de Colombia de haber entrado en vigor, pues cedía territorio indiscutiblemente neogranadino, no fue ratificado por el congreso venezolano.

[18]​[19]​ También impartió cátedras en el Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario y en el Colegio Militar de Bogotá, principalmente en geometría analítica, cálculo diferencial, cálculo integral y matemáticas.

Con Manuel José Mosquera y Arboleda escribió El Constitucional del Cauca.

Las tertulias que organizaron Pombo y su esposa en su casa capitalina se hicieron célebres por la amplia variedad de temas que trataban y por la notable erudición de quienes participaban, entre ellos, Manuel Ancízar, Pedro Fernández Madrid, Mariano Ospina Rodríguez, Salvador Camacho Roldán, Ricardo Cheyne, monseñor Antonio Herrán y Martínez de Zaldúa, Manuel Murillo Toro, Carlos Holguín Mallarino y Manuel María Mallarino, así como diplomáticos extranjeros acreditados en Bogotá.