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Tuvo una influencia política y cultural que ejerció en el Ecuador desde 1858 hasta 1875. Como senador por la provincia de Pichincha en 1857 destacó por pedir la eliminación del tributo a los indios. Asumió el poder a consecuencia de la crisis del año 1859 que ocurrió por la separación del Estado en cuatro jefaturas supremas (Quito, Guayaquil, Cuenca y Loja), la guerra declarada por parte del Perú y el posterior bloqueo de Guayaquil por parte de la armada de ese país.
Defendió la soberanía de su país frente a las invasiones e intentonas de repartirse el territorio ecuatoriano por parte de los gobiernos peruanos y colombianos de la época. Luchó contra el militarismo dictatorial que pugnaba por llegar al poder a fuerza de las armas. Bajo su gobierno realizó obras culturales, científicas y educativas como la fundación de la Academia Ecuatoriana de la Lengua, la Escuela Politécnica Nacional y el Observatorio Astronómico de Quito. Estableció las bases legales, económicas, administrativas, técnicas y educativas, además de forjar la identidad nacional y dar personalidad internacional al Ecuador.
Se lo considera el modernizador y constructor del estado ecuatoriano. El historiador Robalino Dávila afirma que gracias a sus gobiernos el Ecuador pudo progresar. Se resalta el impulso dado a la educación y a las obras públicas. Entre sus mayores legados se destacan la reunificación del Ecuador durante la crisis de 1859-1860, el sufragio universal, la reforma fiscal, el sistema vial basado en la construcción de varias carreteras, el ferrocarril, la instrucción pública, la investigación científica, el Concordato con la Santa Sede, la reforma militar y el Panóptico de Quito. Un grupo de liberales lo asesinaron tras su reelección democrática para una tercera presidencia. Jorge Salvador Lara apunta que el magnicidio fue un duro golpe para el Ecuador y el mundo; pero otros como Enrique Ayala Mora lo consideran un tiranicidio . Su muerte paralizó su programa modernizador el cual no pudo ser seguido ni realizado por los siguientes gobiernos. Ciudades como Quito, Guayaquil, Santiago, Nueva York, París y Roma han rendido homenajes póstumos a su memoria . Otra tendencia asevera que durante su mandato se impuso un régimen autocrático , muestra de esto es la supresión la libertad de prensa e institución de tribunales eclesiásticos. Su presidencia estuvo marcada por la proclamación de una Constitución cuyo conservadurismo le valió ser llamada «Carta Negra» , y por la virulenta persecución de los liberales.