Em 1790 foi indicado por D. Maria I para realizar uma viagem científica pela Europa, com o objectivo de estudar e recolher informação nas áreas da química, mineralogia, geologia, exploração mineira e metalurgia. Depois de muitos contactos e de uma intensa actividade científica, regressou a Portugal em 1801 indo ocupar o lugar de Professor de Metalurgia da Universidade de Coimbra. Neste período tomou a seu cargo diversas funções e actividades chegando a ocupar onze cargos, sendo apenas três deles remunerados. Entre estes cargos podem destacar-se os seguintes, entre 1801 e 1807: membro do Tribunal de Minas; Intendente-Geral das Minas e Metais do Reino; administrador das minas de carvão de Buarcos e das minas e fundição de ferro de Figueiró dos Vinhos; inspector das matas e sementeiras florestais; director do curso de Docimasia da Casa da Moeda; direcção da sementeira de pinhais na orla marítima; desembargador ordinário e efectivo da Relação e Casa do Porto; superintendente do rio Mondego e Obras Públicas de Coimbra; director hidráulico das obras de encanamento do rio Mondego. Ainda neste período publicou diversas monografias e fez várias comunicações científicas à Academia das Ciências de Lisboa.  

Em 1807, com as invasões francesas, Bonifácio de Andrada alistou-se no Corpo Voluntário Académico, um batalhão de estudantes e professores de Coimbra, onde chegou ao posto de comandante, destacando-se pelas suas capacidades de liderança. Em 1809 retornou às funções que tinha antes da guerra. Em 1812 tornou-se Vice-Secretário da Academia das Ciências, onde apresentou diversas memórias, tendo sido defensor da introdução do sistema métrico decimal em Portugal, quando este assunto foi analisado pela Academia. Regressou ao Brasil em 1819, onde foi convidado por D. João VI para reitor do Instituto Académico, cargo que não aceitou, preferindo realizar diversas viagens científicas pelo Brasil.  

Por volta de 1821 deixou de desenvolver actividade científica para se dedicar à vida política, num período em que em Portugal se instaurou o regime político liberal e no Brasil se caminhava para a independência que foi conseguida em 1822. Com a partida de D. João VI para Lisboa, em 1821, ficou no Brasil o seu filho D. Pedro, futuro D. Pedro I do Brasil e IV de Portugal. Bonifácio de Andrada foi eleito vice-presidente da Junta Governativa de São Paulo em 1822. Colaborou de forma muito próxima com D. Pedro no processo político que conduziu à sua recusa em voltar para Portugal e à declaração da independência do Brasil, em 7 de Setembro de 1822. Bonifácio de Andrada foi Ministro do Império logo após a independência, mas em Julho de 1823 deixou o cargo, em divergência com D. Pedro I. Decidiu ocupar o seu lugar na recém formada Assembleia Constituinte, onde exerceu o papel de oposição ao governo de D. Pedro, por divergências políticas profundas. Em Novembro de 1823, a Assembleia foi dissolvida e muitos membros da oposição foram presos e deportados, entre os quais Bonifácio de Andrada. Esteve exilado em França cinco anos e oito meses, regressando ao Brasil em 1829. Em 1831, após um pequeno período de inactividade político-partidária, o Imperador D. Pedro I abdicou do trono do Brasil, de forma a poder deslocar-se para Portugal e aí lutar pela defesa do regime político liberal contra o seu irmão D. Miguel. D, Pedro nomeou Bonifácio tutor do seu sucessor, o seu filho D. Pedro II, então com cinco anos. Em 1833, Bonifácio foi afastado da tutela de D. Pedro II pelo Senado, sendo preso como subversivo e colocado em prisão domiciliária. Em 1835, viria a ser absolvido das acusações que sobre ele pendiam. Faleceu na sua residência Niterói, Rio de Janeiro, a 6 de Abril de 1838.  
Devido ao seu papel muito activo no processo de independência do Brasil e de apoio a D. Pedro I, é considerado o ‘Patriarca da Independência’.  

Actividade Científica  
Encarregado de fazer uma viagem científica à Europa, partiu em 1790 para Paris com os naturalistas Manuel Ferreira da Câmara Bittencourt e Sá (1762-1835) e Joaquim Pedro Fragoso de Sequeira (?-1833). Esteve um ano em Paris, onde estudou mineralogia com René-Just Haüy (1743-1822), botânica com Antoine-Laurent de Jussieu (1748-1836), química com Jean Antoine Chaptal (1756-1832) e A. Fourcroy (1755-1809), e minas com J. P. Guillot-Duhamel. Elaborou e apresentou à Société d’Histoire Naturelle de Paris o trabalho “Mémoire sur les diamants du Brésil”, que lhe valeu a sua admissão na Sociedade e que foi publicada nos Annales de Chimie em 1792. Foi também eleito sócio da Société Philomatique de Paris. Seguiu depois para a Alemanha, onde recebeu lições de geognosia e minas de A. G. Werner (1750-1817), em Freyberg. Estudou matemática com Johann Friedrich Lempe (1757-1801), direito e legislação de minas com Köhler, química mineral com Klotzsch, química aplicada com Freisleben e metalurgia com Lampadius (1772-1842). Conheceu também A. von Humboldt (1769-1859). Visitou minas na Áustria, Estíria, Caríntia e Tirol. Viajou ainda por Itália, onde conheceu Alessandro Volta (1745-1827) e onde realizou estudos geológicos que deram origem a uma memória escrita em 1794 mas apenas publicada em 1812, "Viagem Geognóstica aos Montes Eugâneos".  
Seguiu depois para a Suécia e Noruega, tendo frequentou cursos de mineralogia em Upsala e em Copenhaga. Visitou diversas minas e jazidas escandinavas onde realizou algumas pesquisas que deram origem à identificação de 12 novos minerais, quatro novas espécies e oito variedades de espécies conhecidas, que deu a conhecer no jornal alemão Allgemeines Journal der Chemie (1800) sob o título "Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen fossilien aus Schweden und Norwegen, nebst einigen chemischen Bemerkungen über dieselben". Este trabalho foi depois traduzido em inglês no Journal of Natural Phylosophy, Chemistry and the Arts (1801) e em francês no Journal de Physique, de Chimie, d’Histoire Naturelle et des Arts (1800). Este estudo teve grande repercussão na Europa e revelou um trabalho rigoroso de determinação dos pesos específicos dos minerais, com repercussões na identificação de elementos químicos que vieram posteriormente a ser identificados por Martin Klaproth (1743-1817), Johann August Arfwedson (1742-1841), Humphry Davy (1778-1829) e W. T. Brande (1788-1866). Bonifácio esteve ainda na Bélgica, Holanda, Hungria, Boémia, Turquia e Inglaterra.  
Foi membro de diversas instituições e sociedades científicas, tais como a Academia Real das Ciências de Lisboa, onde foi vice-secretário, a Sociedade Mineralógica de Iena, a Sociedade Lineana de Iena, Academia de Berlim, a Academia de Estocolmo, a Academia de Turim, a Sociedade Geológica de Londres, a Sociedade Werneriana de Estocolmo, a Sociedade de História Natural de Paris, a Sociedade Filomática de Paris, Sociedade de Física e de História Natural de Genebra, a Sociedade de Filosofia de Filadélfia e a Academia Imperial de Medicina do Rio de Janeiro. Antes de seguir para o Brasil, em 1819, apresentou na Academia de Ciências de Lisboa um discurso de despedida onde expunha as suas ideias em mineralogia e climatologia.  
A sua actividade na Universidade de Coimbra foi limitada pelas condições de trabalho existentes e que não lhe permitiam desenvolver de forma dinâmica o seu ensino. Faltavam materiais científicos e tinha que recorrer à sua colecção mineralógica particular. Por diversas vezes lamentou a situação dos estudos na Universidade, que pretendia mais actualizados e experimentais.  
Regressado ao Brasil, ainda realizou alguns estudos mineralógicos e fez viagens científicas, de que resultaram planos de exploração de recursos mineiros e de desenvolvimento de diversas indústrias.  
A partir de 1821 abandonou as suas actividades de investigação e trabalho científico para se dedicar a tempo inteiro à actividade política que desenvolveu com intervenções decisivas para a independência e organização institucional do Brasil.
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