Будучи на дипломатической службе, в 1653 году посетил Швецию. В 1655 был направлен Кромвелем в Италию. Несколько последующих лет провёл в Женеве послом. Однако вскоре разочаровался в республиканском правительстве — вероятно, узнав о заговоре Ричарда Уиллиса, своего начальника Джона Турлоу и Оливера Кромвеля с целью убийства будущего короля Карла II. В качестве двойного агента Морленд стал работать на скорую реставрацию монархии, занимаясь шпионажем и криптографией.
После коронования Карла II Морленд был удостоен титула баронета и получил небольшую должность при дворе. Однако основным источником дохода для него стало применение своих математических и инженерных способностей на практике. В частности, он создал множество моделей насосов, в том числе для улучшения водоснабжения Виндзорского замка, изобрёл несколько видов счётных машин, рупор.
