1620年(庚申，万历四十八年，泰昌元年)，李之藻在杭州。李之藻的两份奏章可作证明。一是李之藻在1621年写的《奏为制胜务须西铳，乞敕速取疏》，称“去年十月间”，他还“在原籍时”，曾与杨廷筠等人“合议捐资”，派门人张焘到澳门购买大炮。二是新发现的《恭进收贮大炮疏》，李之藻说自己“前于历万四十八年，管河差满过家”。李之藻为什么会回到原籍杭州呢?方豪认为，他是回家为母守丧：“是年，先生丁内艰，归里”。方豪的主要依据是西方文献，例如费赖之写道：意大利传教士艾儒略(Aleni)“于1620年前后赴杭州，盖为李之藻母预备后事也。方豪的观点已成定论，但是，这种说法是不对的。因为徐光启在崇祯二年七月十一日(1629年8月29日)的疏章中说：“之藻以南京太仆寺少卿丁忧服满在籍。”。由此可见，李之藻母亲去世是1629年之 前不久的事情，而不是在1620年左右。此外，李之藻在《恭进收贮大炮疏》明确说自己是“管河差满过家”，即结束在高邮都水司的任期，而看不出其母亲去世的迹象。
据《广东通志》记载，李之藻在天启元年担任过“布政司左参政”。梁家勉据此推断李之藻于这一年“外调至广东任左参政”。而方豪则怀疑李之藻实际上并未到任。方豪的怀疑是正确的。《明实录》明确记载：天启元年四月己卯(初八，公历5月28日)，“改新升广东布政使司右参政李之藻为光禄寺少卿，管工部都水司郎中事”。不过，《明实录》把“左参政”误记为“右参政”。《便览》的记载也与此相吻：“辛酉，升广东参政；廷推留用，改光录少卿，管理军需。”文中的“光录少卿”应为“光禄少卿”之误。这一年年底，李之藻为新刻的于谦文集作序，在上海图书馆所藏的明刻本《合刻于忠肃集》序中，可以见到文后的署名：“天启改元，岁在辛酉，日躔东井，赐进士出身、奉政大夫、修正庶尹、光禄寺少卿，里中后学李之藻盥手敬书”。
天启元年三月，后金攻陷沈阳、辽阳，明朝上下震惊，皇帝要求暂居天津的徐光启“即令回京”，襄理军务。陈垣等学者曾认为，李之藻之所以担任光禄寺少卿，是由于徐光启回京后推荐的结果。考诸史籍，这个说法是不对的。因为徐光启是四月十八日(公历6月7日)回到北京的，而李之藻早在5月28日就已经改任为光禄寺少卿了。不过，李之藻本人职位的变动，一定是由于辽沈陷落造成的。李之藻不仅精通西方科学，而且还熟悉欧洲火器技术，所以，当时战事告急、京畿危急时，朝廷就把刚刚任命为广东布政使司左参政的李之藻紧急改任为光禄寺少卿，以利用他所掌握的西方火器知识来加强防卫。李之藻此后的活动都与军事布防相关。
《明实录》记载，四月十五日(公历6月4日)，“命光禄寺少卿管工部郎中事李之藻调度十六门城楼军器”；二十七日(公历6月16日)，“命铸监督军需关防给光禄寺少卿仍管工部司官事李之藻”。而李之藻本人也恪尽职守。他曾与“勋戚九卿台省司马之属”在北京“遍阅城楼”，他倡议建造欧洲式炮台，并与徐光启一起用木头制造了炮台模型，还估算出了建造炮台所需的工料与费用。但最后，关于建造欧洲式炮台的建议被工部以“兴作甚烦，经费无出”的理由否决了。
天启元年四月间，李之藻呈上了《奏为制胜务须西铳，乞敕速取疏》，建议把他与杨廷筠于1620年所购的四门火炮从存放处江西广信火速运来。这一年下半年，有两门大炮运抵北京。其中的一门大炮又被调往辽东前线，并在1626年的宁远之战中建立奇功，据说杀敌一万七千人，被封为“安边靖虏镇国大将军”。留在广信的另两门大炮，于元启元年十一月运到北京。
天启二年(1622)正月，后金攻占广宁等地，明军退守山海关。二月庚午(四日，3月15日)，太仆寺少卿何栋如上疏说，在此危急时刻，应当重用“光禄寺少卿李之藻”等人。差不多同时，光禄寺少卿高攀龙也向皇帝建议说：“近奉旨练兵教射之董应举，旧奉旨制造军需之李之藻，皆当加以职御”。这个建议最终被皇帝采纳了。到了三月庚戌(三月十四日，公历4月24日)，朝廷任命“光禄寺少卿李之藻为太仆寺少卿”。
面对着日益紧张的战局，“太仆寺添注少卿管工部都水司郎中事”李之藻于天启二年十月戊子(二十六日，11月28日)题奏“以夷攻夷二策”，其中包括到澳门招募欧洲炮手“以资战守”。朝廷接受了李之藻的这项建议，在十二月派遣张焘等人再次赴澳，聘请欧洲炮手，并于1623年5月1日回京。但此时李之藻已被降职，并调往南京。
李之藻被降职不是由于他有什么失职之处，而是由于当时政治的黑暗。万历四十八年(1620，庚申)，朱常洛成了皇帝，但他当了一个月皇帝后，就因吃了红丸而死。天启二年四月，礼部尚书孙慎行首先上疏，要求彻查此案。许多官员也纷纷响应，在“会议驳正者”的名单中，就有太仆寺少卿李之藻。朱常洛死后，年少的朱由校登位，政治更加腐败，特别是太监魏忠贤开始步入政治舞台，使朝廷中的无耻奸诈之徒得以横行，而正直的官员备受排斥打击。《明实录》记载，天启三年二月丁卯(三月初七，1623年3月7日)，“吏科等衙门纠十大僚”，其中包括“太仆寺少卿李之藻”。最后的处理结果是“李之藻调南京”。而《国榷》则将此事系于二月甲子(初四，3月4日)。根据新发现的李之藻《恭进收贮大炮疏》，“太仆寺添注少卿”李之藻在二月初五上疏说，“昨被科臣拾遗论列”，因此，《国榷》所记日期是正确的。
李之藻在离开北京之前，还是念念不忘从澳门购买回来的那几门西式大炮，特上《恭进收贮大炮疏》，请求皇帝“将前西洋大炮三位，并载铳原车三辆，查照收贮，备用施行”。拳拳报国之心，由此可鉴。
《明实录》与《国榷》都说李之藻遭弹劾后被调到南京。那么，担任什么官呢?据徐光启崇祯二年(1629)七月十一日的疏章，是“南京太仆寺少卿”。但李之藻本人很快就罢官回家了。他在为《寰有诠》所作的序中写道：“余自癸亥归田，即从修士傅公泛际结庐湖上。”癸亥即天启三年。《便览》说李之藻“癸亥，拾遗”，与此相同。他的儿子在为《名理探》所写的序中也说：李之藻“迨癸亥庐居灵竺间，延体斋傅先生，译《寰有诠》，两载削稿”。
天启七年(1627)八月，朱由校去世，朱由检登位，随即开始惩处魏忠贤阉党。崇祯二年(己巳)七月，钦天监推算历法再次出错，礼部上疏建议开局修历，并推荐李之藻参与其事。十四日，崇祯皇帝批复：同意开局修历，由徐光启“一切督领”，同时要求“李之藻速与起补，蚤来供事”。八月初一，崇祯又要求：“李之藻着速催前来”。《便览》则说李之藻“己已，起原任”。“原任”，即太仆寺少卿。在《启祯遗诗》中保存着郑以伟的一首诗，题为“送李我存太仆以修历赴召，并讯徐玄扈宗伯，徐与太仆同与历事”，该题也证明李之藻是官复原职。
但李之藻直到第二年才抵京就任，原因是中途病发。徐光启在崇祯三年(1630)五月的奏疏中比较详细地写道：“臣之藻祗奉简命，亦于去冬十一月自原籍杭州府起程前来，行至扬州、沧州两处，为因血疾再发，医疗耽延；今幸获痊，已于本月初六日陛见讫，旋即到局，协同臣光启恪遵原议规则，督率该监官生，在局供事，推求测验，改正诸法。”
李之藻到京后，虽然大病初愈，仍投入到了十分紧张的修历工作中，在五月到九月的短短几个月中，与意大利来华传教士罗雅各(Giacomo Rho，1592－1638)等人一起翻译出了四部书。但由于李之藻身体本来就不好，加上工作繁忙，到了这年秋天，就与世长辞了。据西方传教士记载，李之藻去世的日子为公元1630年11月1日，农历是崇祯三年(庚午)九月二十七日。《便览》则记载说：“庚午，卒。”这一年他才59岁，真是太可惜了。
自1627年开始，李之藻与葡萄牙来华传教士傅泛际(Francisco Furtado，1589－1653)一起翻译了《名理探》，书中有一篇1639年所作的序文，署名为“仁和后学李次影撰”。序文中称李之藻为“先大夫”，可见李次影是李之藻的儿子。而徐光启在崇祯六年(1633)的一份奉章中提到，在参与修历的“知历人”中就有“监生李次影”。方豪曾不无遗憾地说过：“但之藻孙辈以下的后裔和遗墓等，现在尚未有所发现，这是非常可惜的一件事!”其实在《康熙仁和县志》中，即载有李之藻的孙子：“李禧熊：之藻孙，壬辰进士”。他是顺治五年(戊子，1648)的举人，顺治九年(壬辰，1652)的进士。
此外，在上海图书馆所藏《便览》中，李之藻履历上方空白处写有“孙李禧熊，顺治壬辰进士”的毛笔字，其中“李”和“辰”字残缺。十分幸运的是，在宁波天一阁博物馆中保存着《顺治九年壬辰科进士履历便览》一卷，内有李禧熊的履历。其中记载：“李禧熊。曾祖师锡，赠太仆寺卿。祖之藻，戊戌会魁，癸卯福建典试，历任太仆寺卿。父长桥，邑庠生。”
《名理探》的作序者是监生李次虨，而《顺治九年壬辰科进士履历便览》中李禧熊的父亲则是“邑庠生”李长桥，由此可见，李之藻至少有两个儿子，即李次虨和李长楙。从名字上来推断，李长楙应为兄，李次虨应为弟。利玛窦在其回忆录中曾说，李之藻在信奉天主教之前，“允许全家人和下属都成为基督徒”。曾德昭也说，李之藻“愿让他的全家领洗”。崇祯八年(1635)，宁波天童寺的密云禅师在其批判天主教的《辨天二说》中写道：“适我存李先生公子引人人教在座”。可证利玛窦、曾德昭的说法是正确的，即李之藻的儿子也是天主教徒。但我们不清楚密云所说的那位“引人人教在座”的李公子是李次影还李长楙。
根据《顺治九年壬辰科进士履历便览》，李禧熊的字为“省薇”，出生于崇祯二年(己巳)八月二十一日(10月7日)，他曾做过“礼部观政”。《康熙仁和县志》还说他“仕至工部主事”。
方豪40年前曾非常感慨地写道：“民国以来，马良(相伯)、英华(敛之)、陈垣(援庵)、徐宗泽(润农)、徐景贤(庐伽)、向达(觉明)、王重民(有三)、范适(行准)诸先生皆留意于之藻事迹；外人若裴化行(治堂)(Henri Bernard)、德礼贤、彭舒理咸知出入海内外图书馆、档案室，埋首故纸堆中，得片纸只字之有关之藻者，则驰函相告，然而所得仅此，实天厄之也!夫何言哉?”
