В 1887 г. Д. Вольфсон переехал в Кёльн, где  в 1894 г. организовал кружок «Ховевей Цион» . Труд Герцля «Еврейское государство» оказал огромное влияние на Вольфсона. Он встретился с Герцлем осенью 1896 г. и пообещал ему свою помощь в финансовых делах. Однако в дальнейшем помощь Вольфсона зарождающемуся политическому сионизму в целом, и его вождю в частности, вышла далеко за рамки финансовых обязательств. Герцль многому научился у Вольфсона. В разгар подготовки к 1-му Сионистскому конгрессу по предложению Вольфсона сионистское движение приняло две эмблемы: бело-голубое знамя (по цветам ритуального покрывала — талита), ставшее впоследствии знаменем Государства Израиль, и термин шекель для обозначения членских взносов участников Сионистской организации. Вольфсон принимал активное участие в работе по созданию Еврейского колонисального банка которым руководил до самой смерти, и многих других финансовых и экономических учреждений сионистского движения. Несмотря на пиетет, с которым он относился к Герцлю, Вольфсон не соглашался с ним в ряде  вопросов, своей принципиальностью завоевав уважение и любовь Герцля.  Герцль назначил Вольфсона опекуном своих детей, и бездетный Вольфсон был им любящим и преданным отцом до самой смерти.

После смерти Герцля во главе Сионистской организации встали три руководителя: Вольфсон, М. Нордац, О. Варбург.  Вольфсон обнаружил качества лидера, способного достигнуть равновесия между противоположными взглядами и течениями в сионистском движении, оставаясь верным заветам Герцля. Поездка Вольфсона в Россию в 1908 г. и блестящий прием, оказанный ему председателем кабинета министров П. Столыпиным, министром иностранных дел А. Извольским и другими членами правительства, доставили некоторое моральное удовлетворение угнетенным евреям России, хотя попытки Вольфсона добиться легализации сионистского движения в России не увенчались успехом.

На 9-м Сионистском конгрессе в Гамбурге (1909) Вольфсон сделал все от него зависящее, чтобы сблизить находившихся в оппозиции «практических» сионистов, которые подчеркивали важность практической работы по созданию новых еврейских поселений и укреплению старых, с руководством сионистского движения, предпочитавшим политическую деятельность, но все его усилия оказались тщетными. После 10-го конгресса в Базеле (1911) Вольфсон отошел от руководства движением, оставив за собой лишь управление финансовыми и экономическими учреждениями.

Старое здание Нацилональной библиотеки на горе Скопус в Иерусалиме построено на средства, завещанные Вольфсоном. В этом же здании находится его архив, в том числе его дневники и письма. В 1952 г. останки Вольфсона были перенесены в Иерусалим и погребены рядом с останками Герцля на горе Герцля.