在他為官的20餘年間，本著理學家審慎治學的精神，戮力以赴，頗有治績，很受民眾的愛戴。他抱著“事莫重於人命”的信念，凡決獄理刑，始終“以民命為重”，“於獄案”采取“審之又審，不敢萌一毫慢易之心”的嚴肅態度。發現吏仵奸巧欺侮，則亟予駁正；若疑信未決，必反複深思，決不率然而行。深入查訪，聽訟清明，決事剛果，雪冤禁暴，不畏權勢，積累了豐富的檢驗經驗。盡管宋慈任上都做過哪些事，在皇家典冊、秘府要籍裏可考資料不多，但其躬身從事仵作檢驗的事跡仍有零星見於記載。
嘉熙三年（1239），宋慈53歲，任廣東提點刑獄（掌管刑法獄訟的官吏）。在這以前，那裏的官吏多不作為，積留大量獄案。他一到任，便著手處理大批懸案、積案，調查現場，驗證材料。史稱他“下條約，立期程，閱八月，決辟二百餘”。宋慈辦案嚴肅認真，執法如山，而且不畏權貴，決事果斷，經8個月的檢查，處決了一批犯人，昭雪了一批屈打成招的冤命案，解決了一大批疑案、積案，鐵麵無情地懲處了一些貪贓枉法的基層執法獄吏。他這種“雪冤禁暴”的事跡，在百姓中贏得了好名聲，群眾頌之為“清官”。從此，聲名大震，時人稱他“以民命為重”、“聽訟清明，決事剛果”，“聲望與辛（棄疾）、王二公相頡頏焉”。
嘉熙四年（1240）移任江西堤點刑獄，為贛民作主，嚴辦違法的鹽販，使道路暢通，秩序安定，民心大服。淳佑元年（1241），宋慈知常州軍事。淳佑五年（1245），轉任常州知州，議重修《毗陵誌》，開始編輯洗冤錄資料。任滿，轉任廣西提點刑獄，巡行各部，雪冤禁暴，雖偏僻惡溺處所，亦必親往視察。淳佑七年（1247），任直秘閣、湖南提點刑獄使。淳佑九年，拔知廣州、廣東經略安撫使。
宋慈為官清廉，生活樸實，一生無其他嗜好，唯愛收藏異書名帖，喜金石刻。晚年更加謙虛謹慎，愛惜人才，雖是後生晚輩，凡有一技之長，皆提拔引薦。他年老有病在身，一切公務，猶親自審察，一絲不苟，慎之又慎。宋慈雖然40歲時才踏上仕途，但在20多年的官宦生涯中，卻曾4次擔任南宋省一級的司法官——提刑。長期的專業工作，使他積累了豐富的法醫檢驗經驗。認真審慎的實踐，使他認識到“獄情之失，多起於發端之差；定驗之誤，皆原於曆試之淺”，於是博采近世所傳諸書如《內恕錄》、《折獄龜鑒》等數家，薈萃厘正，參以自己的實際經驗，於1247年任湖南提點刑獄時，完成了《洗冤集錄》的編篡工作，並刊於湖南憲治，供省內檢驗官吏參考，以指導獄事的檢驗，達到“洗冤澤物”的目的。此書一經問世就成為當時和後世刑獄官員的必備之書，幾乎被“奉為金科玉律”，其權威性甚至超過封建朝廷頒布的有關法律。
淳佑八年（1248），宋慈任寶謨閣直學士，奉命巡回四路，掌管刑獄。聽訟清明，決事果斷。翌年，升任煥章閣直學士、廣州知州與廣東經略安撫使。一日，他忽患頭暈病，仍然參加祭孔典禮。從此委頓不起。同年三月初七逝世於廣州官寓，享年64歲。於次年七月十五日，歸葬建陽縣崇雒裏（今崇雒鄉）建陽宋氏祖居地昌茂村。
宋慈的生平在《宋史》中並無記載，而是從南宋詩人劉克莊為其撰寫的墓誌銘中得來的。宋慈因守父孝閑居建陽老家時，劉克莊與其結下了深厚的友誼。30年後，劉克莊驚聞宋慈逝世的消息後，悲痛欲絕，為其寫下《宋經略．墓誌銘》。在墓誌銘中讚他“奉使四路，皆司臬事，聽訟清明，決事剛果，撫善良甚恩，臨豪滑甚威，屬部官吏以至窮閭委巷，深山幽穀之民，鹹若有一宋提刑之臨其前。”
宋慈是我國法醫學先驅，他抽絲剝繭，斷案釋疑，對當時傳世的屍傷檢驗著作加以綜合、核定和提煉，並結合自己的經驗篡寫的《洗冤集錄》。這是世界曆史上第一部法醫學專著，宋慈也因此被界內公認為法醫鼻祖。
《洗冤集錄》是集宋慈以前外表屍體檢驗經驗之大成的著作。他認為“獄情之失，多起於發端之差，定驗之誤。”因此對屍體現象進行了大量的觀察和歸納。其中有不少結論是符合近代法醫學原理的。作者提出不能輕信口供，認為“告狀切不可信，須是詳細檢驗，務要從實“，對疑難案件尤要“須是多方體訪，務令參會歸一，切不可憑一二人口說，便以為信”。他還提出檢驗官必須親臨現場，親自填寫的屍體檢驗原則。
《洗冤集錄》現存最早的版本是元刻本《宋提刑洗冤集錄》。內容自“條令”起，至“驗狀說”終，全書分為5卷，13條，7萬字，主要包括檢官的工作規範；屍傷的症狀和檢驗；應急搶救措施；各種機械性窒息死；各種鈍器損傷；各種銳器損傷；交通事故損傷；高溫致死；中暑；病死、疾死等等，涉及內科、外科、婦科、兒科等眾多領域，與現代法醫學的範疇大致相同。
在《洗冤集錄》中，宋慈向我們展現了我國古人的聰明才智和奇妙的法醫知識。
在周星馳那部經典的《九品芝麻官》中，就呈出現了一段滴血認親的場景。而在《洗冤集錄》中，就記載了用滴血法作為直係親屬親權的鑒定方法。即是將父母與子女的血液和在一起，視能否融合來鑒定有否親屬關係。或將子女的血液滴在骸骨上，如果是親生的，則血入骨，非則否。這種方法實際效果並不確實，因為子女的血型雖受父母的影響，然並不都是相同的。但此法包含有血清檢驗法的萌芽。