A fost inspector şi director al Eforiei Şcoalelor Naţionale (1832-1848), calitate în care a avut o reală contribuţie la organizarea învăţământului naţional de la oraşe şi sate (a susţinut înfiinţarea de şcoli primare în care să se predea după metoda lancasteriană).
Primul regulament al şcolilor
În 1832, folosind şi experienţa sa apuseană, a redactat un regulament al şcolilor, care reprezintă cea dintâi încercare de organizare a învăţământului în Ţara Românească.
Pentru strădania sa neobosită a fost recompensat în câteva rânduri, fiind făcut mare comis (1834), mare clucer (1841), agă (1851).
Totodată a fost însărcinat şi cu alte funcţii administrative pe care le-a îndeplinit paralel cu aceea din cadrul Eforiei: şef de masă la Marea Postelnicie, atunci Ministerul de Externe al ţării (1836-1848), director la Logofeţia treburilor bisericeşti (1843-1848), cap de secţie la Secretariatul Statului (1850-1854), membru în Comisia Tehnică a Lucrărilor Publice (1850-1859).
A fost numit la Logofeţia Dreptăţii „pentru lucrarea hârtiilor în limba franceză” (ianuarie-martie 1854).
A trecut, apoi, la Comisia Documentală „pentru regularea şi înscrierea documentelor mănăstireşti” (3 martie 1854-31 octombrie 1855).
A fost adus din nou cap de secţie la Ministerul Trebilor Dinafară, unde a fost numit director (15 februarie 1856-10 iulie 1858).
În 1848, Petrache Poenaru, care fusese membru şi în Comisia pentru eliberarea robilor ţigani, a fost arestat. În 1864, domnitorul Alexandru Ioan Cuza l-a numit în Consiliul de Stat.
Membru titular al Societăţii Academice Române
A desfăşurat o intensă activitate culturală: a contribuit la înfiinţarea Societăţii Filarmonice (1833) şi la deschiderea şcolii dramatice din Bucureşti; a iniţiat crearea Societăţii Agronomice şi a Şcolii de Agricultură de la Pantelimon; s-a numărat printre întemeietorii Grădinii Botanice şi ai Muzeului Naţional de Antichităţi din Bucureşti.
În 1845 făcea parte din Asociaţia Literară, în 1855 lucra, împreună cu alţii, la proiectul de ortografie cu litere latine.
În 1861, Asociaţiunea Transilvană pentru Literatura Română şi Cultura Poporului Român (ASTRA) l-a desemnat membru de onoare. A fost vicepreşedinte şi, apoi, preşedinte al Societăţii pentru Învăţătura Poporului Român.
