Efter inbördeskriget fortsatte Logan sin politiska karriär, nu som republikan, och blev åter invald i representanthuset i kongressvalet 1866 med omval 1868. Han var en av representanthusets åklagare då USA:s president Andrew Johnson ställdes inför riksrätt. Logan profilerade sig som förespråkare för krigsveteranernas sak och tog initiativ till helgdagen för att fira de stupades minne. Den federala helgdagen hette först Decoration Day, men kallas numera Memorial Day.
Logan efterträdde 1871 Richard Yates som senator för Illinois. Han efterträddes sex år senare av David Davis. Senator Richard James Oglesby kandiderade inte till omval efter en mandatperiod i senaten och efterträddes 1879 av Logan.
Logan skrev boken The Great Conspiracy: Its Origin and History (1886) om inbördeskriget. Boken The Volunteer Soldier of America (1887) utkom postumt. Senator Logan avled 1886 i ämbetet. Hans grav finns på US Soldiers' and Airmen's Home National Cemetery i Washington, D.C.
^USA:s kongressbibliotek, Library of Congress Name Authority File, id-nummer i USA:s kongressbiblioteks katalog: n79072806, läst: 18 september 2019.[källa från Wikidata]