W 1862 został awansowany na pułkownika. Manifestacje patriotyczne w 1861 i 1862 były dla niego wstrząsem. Podał się do dymisji, zamiast której dostał roczny urlop z armii carskiej. W styczniu 1863, kiedy wybuchło powstanie ponownie złożył dymisję, tym razem przyjętą.
Był bliskim współpracownikiem Romualda Traugutta i dowódcą tworzonego II korpusu, naczelnikiem oddziałów powstańczych województw krakowskiego i sandomierskiego oraz kaliskiego.
Wprowadzał w życie dekrety uwłaszczeniowe, przez co pozyskiwał chłopów. Jego oddziały zwyciężyły w kilku potyczkach z Rosjanami, lecz zostały rozbite w wyniku bitwy opatowskiej (21 lutego 1864).
Po powstaniu udał się na emigrację. W 1867 r. przybył do Szwajcarii i zamieszkał w Carouge koło Genewy. Brał tu czynny udział w życiu polskiej emigracji i w kilku stowarzyszeniach międzynarodowych. W latach 1867-1868 wraz z Ludwikiem Bulewskim działał w Ognisku Republikańskim Polskim. Należał do "Koła Racjonalistów". Był członkiem stałego komitetu nawiązującej do idei Giuseppe Mazziniego Ligi Pokoju i Wolności. Przy okazji kongresu tej organizacji w Genewie wydał broszurę pt. "La paix ou la guerre" (Pokój czy wojna), w której bronił praw Polaków i innych narodów do prowadzenia wojny sprawiedliwej, zwalczając jednocześnie koncepcje pokoju za wszelką cenęJan Zieliński: Nasza Szwajcaria.