同年,納撒尼爾·戈勒姆當選為州參議院議員,任職至1781年,並因此當選為1782年的國會召集合眾國(the United States in Congress Assembled,USCA)的邦聯國會議員。
1785年至1786年的邦聯國會會議是自1781年《邦聯條例》(Articles of Confederation)通過,國會召集合眾國成立以來最奇怪的一次會議。約翰·漢考克自1785年11月起正式當選為第七任國會召集合眾國總統,他甚至沒有在紐約短暫露面,以表明他作為一院制聯邦政府總統的地位。此外,儘管漢考克總統缺席了5個月,但他並沒有為憲法規定的一年任期提交辭呈。納撒尼爾·拉姆賽(Nathaniel Ramsey)的弟弟、來自南卡羅來納州的代表大衛·拉姆賽(David Ramsay)不情願地同意擔任USCA的代理總統,而漢考克則準備讓他在波士頓的家人搬到紐約市。六個月後,拉姆齊仍然坐在代理總統的位置上。5月15日,他辭去了南卡羅來納代表的職務,因為他的代表資格已經過期。
當時戈勒姆已經是邦聯國會主席,他似乎是順理成事的總統人選,可以在漢考克的剩餘任期內任職。然而,北方代表的出席率很低,選舉需要魯弗斯·金的影響力。最終在1786年6月6日,魯弗斯·金籌集了必要的選票,讓戈勒姆當選為第八任國會召集合眾國總統(President of the United States in Congress Assembled)。
1787年,49歲的納撒尼爾·戈勒姆參加了費城的美國制憲會議。作為一個溫和的民族主義者,他參加了所有的會議並發揮了有影響力的積極作用。他經常發言,擔任全體委員會的主席和負責起草憲法的細節委員會(the Committee of Detail)的委員,並在喬治·華盛頓未能出席的幾個月期間擔任制憲會議助理主席。他辯論時主張建立一個強大的中央政府,在促進國際貿易的同時,可以監管紙幣的使用和洲際貿易。他作為邦聯國會議員和國會召集合眾國總統爭取了很長一段時間,試圖給予國會廣泛的權力,同時支持總統任命聯邦法官的概念。儘管他為他的新國家進行了充滿激情的工作,但他相信這將證明是不成功的,因為這個國家太大,太多樣化了,不能作為一個整體。作為麻薩諸塞州《美國憲法》批准大會的代表,他支持在州內通過《美國憲法》,並在1788年代表麻薩諸塞州簽署《美國憲法》。