Następnie Vanderlyn udał się do Rzymu, gdzie namalował swój obraz Mariusza pośród ruin Kartaginy, który został wystawiony w Paryżu, i otrzymał tam złoty medal Napoleona. Ten sukces spowodował, że pozostał w Paryżu przez siedem lat, podczas których bardzo prosperował. W 1812 roku pokazał nagą Ariadnę (rytm Duranda, obecnie w Pennsylvania Academy ), co zwiększyło jego sławę. Kiedy Aaron Burr uciekł do Paryża, Vanderlyn był przez pewien czas jego jedynym wsparciem.
Vanderlyn powrócił do Stanów Zjednoczonych w 1815 roku i namalował portrety różnych wybitnych ludzi, w tym Jamesa Monroe, Johna C. Calhouna, gubernatora Josepha C. Yatesa, gubernatora George'a Clintona, Jamesa Madisona, Roberta R. Livingstona (New York Historical Society), Andrew Jacksona i Zachary'ego Taylora. W 1834 roku ukończył pośmiertny portret całej postaci George'a Washingtona dla Izby Reprezentantów USA, oparty na portrecie Lansdowne'a namalowanym przez Gilberta Stuarta w 1796 roku .
Wystawiał także panoramy i zbudował Rotundę w Nowym Jorku, w której prezentowano panoramy Paryża, Aten, Meksyku, Wersalu (własnoręcznie) oraz kilka dzieł batalistycznych;