光緒二十八年(1902)，因為袁世凱、劉坤壹、張之洞的擔保，沈家本被任命為修律大臣，從而開始了他六十多歲後人生中最輝煌的時期。在清朝“變法”、“新政”、“預備立憲”的大背景下，沈家本導演了壹系列生動活潑的戲劇，系統地介紹西方法律，整合中西法律，以改造舊法，制定新法，創造近代法學。沈家本的貢獻可以概括如下:
(1)提倡學習和研究西方法律。沈家本出任修律大臣後，以非常認真的態度研究西方資產階級的法律和法理，以達到“服役期間溝通中外”和收回領事裁判權的目的。我已經“逐字逐句地反復研究西方法律，以便我能理解它”。在論證這種研究的必要性時，他說:“自19世紀以來，泰國西部各國科學發達，消息靈通，研究政治和法律的人能夠從他們的朋友那裏發跡，這並非偶然。”(《政法序》《帖存文獻》卷六)他還用日本的例子來說明:“舊日本制度中，有許多唐律。明治以後，采用歐洲法律，幾十年後，成為強國。人們推崇歐洲法律的形式是真的嗎，能是真的嗎？他的大臣、大臣，從上到下，同心同德，群情激憤，不惜編西人之書，學西人之學，去其糟粕，取其豪氣，舉全國之氣，聚精會神於法，並非偶然。”(《新譯本法律學序·貼書卷六》)他希望中國的法律學者打破中西界限，學習西方法學家的精神，精研政法，繁榮法學。他指出:“今天，中國經歷了許多變化，壹切都很困難。有誌之士，當探法治之源，考各國之制度，觀其交流，取其精華，補其當下。”(《政法序》《張貼與保存》卷六)
②主持翻譯西方法律著作。沈家本認為:“要了解西方法律的目的，就必須研究西方人的學問，尤其是編纂西方人的書籍。”(《新版本法序·發文卷六》)然後他向清朝申請每年撥款22000銀元，由法律館翻譯。在他的主持下，先後翻譯了《法國刑法》、《德國刑法》、《俄羅斯刑法》、《荷蘭刑法》、《意大利刑法》、《日本刑法》、《法國印刷法》、《德國民事訴訟法》、《日本刑法》、《日本海軍刑法》、《日本陸軍刑法》、《日本法院憲法法》。以及《普魯士司法制度》、《日本刑法解釋》、《日本法典論》、《監獄學》、《監獄事務譚》、《日本法院立法》等法律著作，以及《德國民法總則》、《奧地利親屬法》、《法國民法》、《法國民法身份證規定》、《法國民法遺漏規定》、《法國民法親屬規定》、《奧地利民事訴訟法》、《法國民法。未完成的譯本有《德國民法》、《德國舊民事訴訟法》、《比利時刑法理論》、《比利時刑法》、《比利時監獄規則》、《美國刑法》、《美國刑事訴訟法》、《瑞士刑法》、《芬蘭刑法》、《刑法私見》。在中國近代史上，沈家本是組織力量如此大規模、系統地翻譯西方法律和法律著作的第壹人。他在中國傳播了西方法學，為中國近代法學的創立奠定了基礎。
(3)主張“貫通中西”。當時有壹些崇奉西學、崇奉西法的學者，也有壹些固守中學、法國的學者，等等。沈家本對這兩種偏頗的態度進行了批判:“方現世西方法律的提倡者，未必都能找到其法律的淵源，但他們卻急於效仿和效仿。堅持第壹種的人鄙視西方人，認為什麽都不夠。”(《裁判訪察序·帖書·卷六》)他主張“既知中西”，深入發掘中法各自的淵源，取其精華，去其糟粕，實行中西互補。“如果我的法律不好，我就應該去那裏，去不去都是悖論。擅長另壹法者，當取之，不取者，謂之愚”(《裁判訪談錄·貼書》卷六序)。沈家本在分析中西法律精神和特點的基礎上，認為中西法律交流有其基礎和必要性。他認為，無論是中國、法國還是西方，都是因為理性而將法律視為法律，理性是溝通的基礎。中國、法國、西方各有所長，可以發明互補。“總的來說更多的是出於經驗，西學更多的是基於理論。不了解理論，就沒有經驗；不從經驗中學習，理論上無法證明。經驗與學術理論互為需要》(王牧波《無冤新註·貼書第六卷》序)。基於上述認識和主張，沈家本在要求學習西方法律的同時，應註意對中國法律的精讀。“但是，我們不去深究夫律的起源，而是去考它的得失，它就像壹把鑿子。希望有用？”(《清代法規講義·序》第六冊)“通中西”是沈家本對待中西法律的態度，是他修法所遵循的原則，也是他在修法過程中壹切活動的出發點和歸宿。
(4)修改舊法，主持制定新法。沈家本等人修改了《大清律例》，廢除了其酷刑，刪除了過時的條款，增加了壹些新的罪名，編纂了《大清現行刑法》。他還主持制定了《大清新刑法》、《刑事民事訴訟法草案》、《大理法院審判編法》、《法院編法》、《大清民事訴訟法草案》、《大清刑事訴訟法草案》、《大清民事訴訟法草案》等壹系列模仿西方資產階級體例和內容的法律，使中國法律走上了近現代化的道路。
(5)建立法學院和法學會。沈家本認為“要實行新法，首先要培養人才”(《刑法草案》分階段提交，陳修改)。於是，他創辦了法學院，要求學生選修唐律、大清律等中國法律以及羅馬法、民法、刑法、國際公法等近代西方法律，並邀請日本法學家岡田朝太郎、松岡義正作為主講人。學校的宗旨是“研究中外法律”(修改法務部制定的法學院章程)。幾年間培養了許多精通中外法律的人才，為現代法理學的發展奠定了人才基礎。
1910，北京法學會倡導立法。沈家本“大力支持並捐贈”(《法學會雜誌》序言)。法學會成立時，沈被提升為會長。次年，政法研究所成立，《法學會雜誌》出版，得到沈家本的大力支持，並由他作序。這些行動為現代法律研究提供了組織措施。