Aux côtés de Segundo Ruiz Belvis, il s’engage en faveur de l’abolition de l’esclavage et fonde, en 1858, la Sociedad Secreta Abolicionista (Société Secrète Abolitionniste), organisation clandestine qui organise des baptêmes catholiques des enfants esclaves.

Durant ces cérémonies de baptême, connues sous le nom de « aguas de liberté » (eaux de liberté), Betances donne aux parents des enfants baptisés de l’argent afin que ces derniers l’utilisent pour acheter leur liberté auprès de leurs maîtres.

Betances a aussi une activité d’écrivain. Il rédige essais, manifestes politiques (« proclamas »), et ouvrages littéraires, souvent en français.

Le gouvernement espagnol, qui administre alors Porto Rico, condamne Betances au bannissement et le contraint à l’exil, ceci en violation de ses propres engagements.

C’est pendant ces années d’exil que fut aboli l’esclavage à Porto Rico, le 22 mars 1873.