移居北京後不久，丁韙良開始著手翻譯美國人惠頓所著的《萬國公法》（Elements of International Law），該書是當時最新和最為通用的國際法藍本。惠頓從1815-1827年，是美國著名的律師，後來被派赴歐洲任外交官達20年之久。1847年他回美國任哈佛大學國際法教授，被認為是國際法權威。 早在1858年，丁韙良作為美國公使列維廉的翻譯參加《天津條約》談判時，看到清朝大臣耆英與列維廉因外交禮節而發生爭執。耆英要求列維廉下跪受書，但列維廉回答說：“不行，我只在上帝面前下跪。”“但皇上就是上帝。”耆英堅持說。丁韙良由此認識到清政府對於近代西方外交禮儀的無知。由於不懂國際法，清政府此時也憂心忡忡。而對於是否要把國際法知識介紹給清政府，當時來華西方人的認識也不壹致，有人認為決不能將國際法知識介紹給清政府，免得給西人帶來麻煩。正是由於這些特殊經歷，使得丁韙良敏銳地感覺到清政府有了解、掌握國際法的需要，因而萌生了翻譯、介紹西方國際法的念頭。同時他的另壹個動機是“幫助中國認識神和神永恒的公義”。到北京後，丁韙良的想法受到美國駐華公使蒲安臣（Burlingame Hon. Anson）和總稅務司赫德的鼓勵和支持，並得到清政府總理衙門的批準。因此在中國助手的幫助下，丁韙良很快開始《萬國公法》的翻譯工作。他高超的漢學水準又為翻譯《萬國公法》提供了基本前提，法學作為壹門獨立的學科，有其完整的知識體系，也有其大量的專門術語。19世紀中國法學所運用的專門術語與西方法學是大不壹樣的，如果翻譯者對中國文化沒有精到的把握，將近代西方法學的話語系統用漢語表達出來，將是很困難的事情。為翻譯此書，從 1850年到1855年，丁韙良不但系統研習了《尚書》、《易經》、《詩經》、《春秋》、《周禮》、《論語》、《大學》、《中庸》、《孟子》等儒家經典， 而且對漢語方言、音韻、訓詁等也進行了特別的推究。在此過程中，丁韙良對中國歷史和文化深化了解的同時，也贏得了同他打交道的中國人的尊重。據丁韙良回憶，“當時懂得中國學問的人甚少，所以當恭親王了解我熟知中國的作家和作品後，立即對我另眼相看，並給我起了 壹個‘冠西’的雅號。此後許多中國人都尊稱我為‘丁冠西’”（《花甲記憶》，第199頁）。
《萬國公法》譯完後，受到恭親王等人的賞識，由總理衙門撥專款付印出版。該書對近現代中國政治思想的影響非常重要，它讓中國人首次看到“權利、主權、人權、自由、民主”等觀念，為中國開啟了走向世界的大門。《萬國公法》在出版後第二年，日本開成書局就把它翻譯過去，並在日本先後翻印了五次。日本“明治維新”之後，該書成為日本法學的教科書。