L’Incorruptible remarque vite cet homme martial et résolu et le fait nommer chef du comité de correspondance du Comité de Salut Public. Ayant conquis plusieurs membres par ses capacités de travail, Payan est mis à la tête d’un journal financé par le Comité : l’Anti-fédéraliste.

Nommé par la suite juré au Tribunal révolutionnaire, Payan ne tardera pas à remplacer Chaumette comme agent national près la Commune de Paris. Il y deviendra le principal collaborateur du maire, robespierriste lui aussi, Fleuriot-Lescot.

Le 9 thermidor, c’est Payan qui déploie le plus d’énergie à tenter de renverser la situation. Il tente de soulever les sections Parisiennes et de les convaincre de prendre les armes contre la Convention. Mais ces dernières ne lui pardonnent pas de s’être trop souvent montré trop souvent cassant, arrogant et d’avoir reproché aux sans culottes leur peu d’enthousiasme révolutionnaire. Aussi échoue-t-il et monte-t-il courageusement à l’échafaud avec ses amis le 10 thermidor.