În 1885 va intra ca și funcționar la Ministerul de Externe, de unde este trimis apoi ca secretar de legație la Roma. Cu mici întreruperi, Duiliu Zamfirescu avea să locuiască aproape două decenii la Roma (cca. 1888-1905), unde și-a desfășurat activitatea diplomatică ca secretar în cadrul Legației Române și unde avea să se căsătorească în anul 1890 cu Henrietta Allievi, fiica unui senator italian.