因為得罪了胡宗憲和鄢懋卿，海瑞雖然把淳安縣治理得很好，最後還是被排擠離任。嘉靖四十一年（1562），海瑞調任嘉興府通判，鄢懋卿指使黨羽彈劾，降職為江西興國知縣。在興國一年半，海瑞又辦了不少好事：清丈了田畝，均平賦役，減少了冗官，打擊了豪強，大大地減輕了百姓的負擔。
嘉靖四十三年（1564），海瑞被調到京城，任戶部雲南司主事。海瑞在京任職期間，進一步了解到明王朝的黑暗和腐朽，對國家前途深感憂慮，認為非大聲疾呼不可。
嘉靖四十五年（1566）二月，海瑞冒死向嘉靖皇帝上了一個《治安疏》⑥。他在疏中明確指出：“君道不正，臣職不明，此天下第一事也。”他說：“陛下之誤多矣，大端在修醮。修醮所以求長生也。”但像堯、舜、禹、湯、文王、武王那樣的聖君，都未能久世不終。“陶仲文陛下以師呼之，仲文則既死矣。仲文不能長生，而陛下獨何求之”？海瑞向嘉靖皇帝提出幾項具體建議：一、停止玄修，日視正朝，與大臣們研究國計民生之大計，痛改幾十年來君道之誤。二、節約用度。他說：“京師之一金，田野之百金也。一節省而國有餘用，民有蓋藏，不知其幾也。而陛下何不為之？”三、端正職守。他針對官吏職守之苟且因循、不認真、不盡法而自以為是的弊端，提出“舉天下官之侵漁、將之怯懦、吏之為奸、刑之無少姑息焉”。
在奏疏中，海瑞在引用賈誼的《治安策》後說：像曆史上漢文帝那樣的賢君，尚多怠廢之政，“陛下自視於漢文帝何如”？在曆數嘉靖的過錯後，海瑞直言無隱地說：陛下“不及漢文帝遠甚。天下之人不直陛下久矣！內外臣工之所知也”。嘉靖帝常自比為堯，號堯齋，海瑞說他連漢文帝也不如，他怎能不冒火。海瑞批評嘉靖最尖銳的幾句話是：“今賦役增常，萬方則效，陛下破產禮佛日甚，室如懸磬，十餘年來極矣。天下因即陛下改元之號，而億之曰：‘嘉靖者，言家家皆淨而無財用也。’”這樣大膽尖刻地批評皇帝，在曆史上是沒有過的。難怪嘉靖看後大怒，要把他判處死刑。可是當他聽左右的人說，海瑞素性剛直，居官清廉，並不怕死，早已準備好了後事，嘉靖又有些猶豫了。最後把海瑞下獄囚禁起來，直到嘉靖死去，才被釋放出來。
海瑞不僅是一位著名清官、政治家，而且還是一位經濟學家。
隆慶三年（1569），海瑞調升右僉都禦史，欽差總督糧道巡撫應天十府，管轄江蘇和安徽兩省南部的大片地區。巡撫衙門設在蘇州。海瑞任應天巡撫的時間雖然隻有七個月，卻是他一生中最有作為的一個時期，也是最能反映他的政治思想和經濟才能的一段時期。
應天十府曆來號稱魚米之鄉，但實際上百姓的生活異常困苦，江南糧差的繁重為全國之冠，加上土地集中的現象十分顯著，特別是鬆江，鄉官田宅之多、奴仆之眾，兩京十二省無有。海瑞一上任，告鄉官奪產者就有幾萬人。因此，海瑞說：“其間可為百姓痛哭、可為百姓太息者，難以一言盡也。”⑦更兼那一年江南發生了嚴重水災，糧食緊張，農民紛紛逃亡，甚至鋌而走險。海瑞決心改變這種局麵，拯斯民於水火，為此采取了許多有針對性的措施。
首先是興修水利。海瑞推行以工代賑的辦法，把賑災和治水結合起來。經過調查研究，他了解到水災發生的原因，是由於多年來水利失修，造成吳淞江淤塞，使太湖的水無法宣泄，一遇雨水過多，太湖便泛濫成災。海瑞認為，太湖濱岸糧食的收成，不僅關係到當地千百萬人民的生活，同時對整個國計民生也有很大影響，因此決定立即對太湖通海的主流吳淞江加以疏浚。他親自坐上小船，到處巡視督工。由於這件事符合兩岸農民的願望，廣大人民熱情很高，工程進展很快，僅用了一個月就完成了。同時順便把吳淞江北麵常熟的自茆河也加以疏浚。吳淞江屢次疏浚，屢次淤塞，被認為是一項最艱巨的工作。海瑞以工代賑，所需費用又極節約，經費來源主要是各府、州、縣的贓罰銀兩和請求留下蘇、鬆、常三府漕糧改折現金後的差額，並未加重人民負擔。既變水患為水利，又賑濟了災民，從而安定了社會秩序。海瑞是富有政治和經濟頭腦的。因此，就連一貫反對海瑞的淞江鄉官大地主何良俊也不得不承認海瑞為民興利的成績，說：“前年海剛峰來巡撫，遂一力開吳淞江。隆慶四年、五年皆有大水，不至病農，即開吳淞江之力也。非海公肯擔當，安能了此一大事哉！”⑧