W 1776 r. wypłynął doAmeryki, by walczyć przeciwko wojskomWaszyngtona. Wziął udział w kilku ważnych bitwach tej wojny. Był zastępcą kolejnych głównodowodzących. W 1777 r. zdobyłFiladelfię, w 1780 r.Charleston, 16 sierpnia 1780 rozbił armię gen. Gatesa wbitwie pod Camden, ale 19 października 1781 r. podYorktown poddał się Waszyngtonowi, kończąc tym samym brytyjską dominację nad koloniami. Jedną z przyczyn klęski była nieufność, jaką darzyli siebie nawzajem Cornwalis i głównodowodzący sił brytyjskich w AmeryceHenry Clinton.
Po wojnie wrócił doWielkiej Brytanii. W 1782 r. zaoferowano mu objęcie stanowiska gubernatora generalnego Indii. Wskutek sprzeciwu części polityków nie rozpoczął sprawowania urzędu i w 1783 r. formalnie zrezygnował z tej funkcji. W tym samym roku zostałkonstablemLondynu. W roku 1786 ponownie został gubernatorem Indii. Zreformował tamtejszą administrację i zdusił powstanieTipu Sultana. W 1786 r. otrzymałOrder Podwiązki, a w 1792 r. został 1. markizem Cornwallis.
W 1794 r. powrócił do Wielkiej Brytanii. W latach 1795–1801 był generałem artylerii. 11 lutego 1797 r. zostałlordem namiestnikiem Irlandii i dowódcą sił zbrojnych w tym kraju. Zdławił tam rebelię. Brał udział w tworzeniuaktu unii, który zjednoczył parlamenty Wielkiej Brytanii i Irlandii.
Był jednym z autorówTraktatu z Amiens, który tymczasowo zakończył wojnę z Francją. W 1805 r. ponownie został gubernatorem Indii. Zmarł trzy miesiące po objęciu stanowiska. Tytuły parowskie odziedziczył jego najstarszy syn,Charles.