Helen murió en 1748 y en 1750 Archibald se volvió a casar con Anne Bayne.
Después de su regreso a Elgin, William continuó su estudio e investigación en ciencias naturales.
En 1784 estableció, junto con Ross, una plantación cerca de Natchez, Misisipi llamada The Forest [El Bosque], donde cultivó índigo y algodón.
En 1785 se casó con Dina Clark, de Whitehaven, Inglaterra, con la que tuvo nueve hijos.
William Dunbar fue conocido por sus talentos ingenieriles y científicos, que empleó en los trabajos de la plantación.
Dunbar construyó un observatorio astronómico en Union Hill, cerca de su hogar en Natchez, que abrió al público.
En 1799 Daniel Clark, cónsul de Estados Unidos en Nueva Orleans, mediante una carta presentó a Dunbar a Thomas Jefferson (entonces vicepresidente), diciendo «para la Ciencia, la Probidad y la información general [el] es el primer personaje en esta parte del mundo».
Dunbar nunca conoció personalmente a Jefferson, pero los dos mantuvieron correspondencia durante muchos años, y Jefferson le pidió que dirigiera la expedición del río Rojo en 1804 y de que organizara otra en 1806.
En 1803 Dunbar, con otros, estableció la Mississippi Society for the Acquirement and Dissemination of Useful Knowledge [Sociedad de Misisipi para la adquisición y difusión del conocimiento útil].