В 1781 году Фонвизин написал комедию «Недоросль», которая впервые была поставлена в театре 24 сентября 1782 года. Одновременно он пишет «Рассуждение о истребившейся в России совсем всякой форме государственного правления и оттого о зыблемом состоянии как империи, так и самих государей», более известное как «Рассуждение о непременных государственных законах». Это «рассуждение» позднее было опубликовано А.И. Герценом в Лондоне; в России же этот трактат был издан С.Е. Шумигорским как приложение к его книге «Император Павел I. Жизнь и царствование» только в 1907 году.
Комедия «Недоросль» – центральное произведение Фонвизина, одна из вершин русской драматургии, органично связанная с идейной проблематикой «Рассуждений…». В пьесе изображены страшные последствия крепостничества – это «рабство» не только крестьян, но и помещиков, которые в условиях безнаказанности и полной безответственности буквально «оскотиниваются». Впервые на сцене появляются и положительные герои Фонвизина – Стародум и Правдин, которые по своему мировоззрению исповедуют идеалы Просвещения. Императрица Екатерина и ее приближенные встретили комедию «Недоросль» с негодованием.
В 1781 году Фонвизин получил новое назначение – он стал членом правления Почтового департамента (находившегося тогда в ведении Коллегии иностранных дел) и принял активное участие в разработке проекта реформирования почты. Он обозначил три основных направления реформирования. Прежде всего необходимо было обеспечить безопасность почты, «скорое ее хождение», а также «сбор, сохранение и возможное приращение доходов» от почтового дела. Фонвизин писал, что «почта должна быть двоякая: одна легкая – для писем и самых легких и маленьких посылок, а другая тяжелая – для денег, вещей и людей». Эта идея Фонвизина о разделении почтовых отправлений была реализована: из Москвы в Петербург и обратно почту стали доставлять два раза в неделю, а не один раз, как ранее.
7 марта 1782 года Фонвизин подал в отставку, решив полностью посвятить себя литературному творчеству. Он чувствовал приближение опалы: ему долго не давали разрешения поставить «Недоросля». Есть и другая точка зрения: что Денис Иванович был отставлен от службы после того, как Екатерине II стало известно о «Рассуждении…». Ознакомившись с этим произведением, императрица будто бы заявила: «Худо мне жить приходится, уж и господин Фонвизин хочет учить меня царствовать!» Однако достоверных подтверждений этой версии нет. Окончательно Фонвизин вышел в отставку в 1783 году с чином статского советника и с пенсией в 300 рублей.