魏源在鸦片战争中，思想发生了巨大的变化，对清朝统治者已彻底丧失信心，对大清帝国的前途产生了怀疑。
1844年，魏源又到北京参加科举考试。本来他在做陶澍的幕僚时，收入颇丰，家庭生活水平也因此大为改观，但他和其先辈一样乐于助人，再加上当扬州遭到战乱的破坏，其财产受到损失，因而生活发生困难，这使他不得不再次出山，希望考取一官半职，以求养家糊口。但他因试卷草稿字迹模糊被停殿试一年，在第二年的补考中才中进士，从此走上做官的道路。
魏源中进士后，拒绝了老官僚穆彰阿的拉拢，毅然到江苏做州县官。他的友人都替他感到惋惜，但他却不以为然。他认为与其在京中虚度时日，不如到地方上为人民做点实际工作。
1845年秋，52岁的魏源从北京来到江苏，任东台县知县。这个县比较贫瘠，有盐场7个，农业经常歉收，田赋不能足额，因而办理钱漕日益困难。他到任后，首先拜访了当地有名望的乡绅，惩办了一些奸猾恶棍，大受民众欢迎。但该县的钱漕仍难足额，加上前任县令的欠款毫无着落，魏源只好拿自己的4000两银子做赔垫，他家的生活因此进一步恶化——全家数十口，空无所有。这时他又做起教书先生，以解决生计问题。
在东台县任职期间，魏源认真研究了江苏钱漕的问题。江苏钱漕之所以发生问题，原因很复杂，主要在征收漕员有“明加”、“暗加”，“横加”等问题存在。魏源认为解决的唯一办法，就是用海运代替漕运。他说：“江苏漕弊，淮海运不能除，京仓缺额，淮海运不能补。”但是，海运受到各种保守势力的阻挠，不能实行，钱漕的问题也因此悬而难决。
1846年夏，魏源的母亲去世，他因丁忧守制，不能做官，便离开江苏东台县，得以摆脱繁忙的公务，到南方畅游一番。这次南游，使他游历了祖国的许多名胜古迹、名山大川。他欣赏了气势磅礴的山水，参观了过去学者讲学的书院，拜访了许多以前的友人，与他们交流了学术上的研究心得，后来又到香港、澳门，接触了一些外国侨民，思想更为开阔。他希望通过各国人民的友好往来，盼望着实现中外一家的美好前景。他还在这两地买了许多地图和资料作为《海国图志》的补充。他在“半年往返八千里”的旅程后，于1848年回到扬州家中。
1849年，魏源又到江苏兴化任县令，上任后遇到的首要问题是治水抗洪。他对防治河患、兴修水利一向很注意，所到之处，往往先探查水势，研究河道的变迁，以便找出最好的治理办法。
未到任之前，他就曾到各处视察。扬州府的几个州县，地势都较低，兴化尤其厉害，外加兴化河湖甚多，最易受水涝灾害。他到任后，还未来得及修治河道，便遇上连续的大雨。高邮、洪泽二湖水位上升，运河的河堤常年失修，兴化的农田常被淹没，当地人民屡遭涝灾，生活十分困苦。今年又遇到这种情况，人民惶惧不安。魏源了解到这些情况以后，一面派人日夜维修堤岸，一面求得两江总督同意，下令河官不许任意放水。辞别两江总督后，他又急忙赶回兴化，冒雨到堤岸督促修坝，他先后几次差点被大水卷走。在他的感召下，兴化十几万人自动到堤上帮忙，从而使兴化化险为夷。但他也因此累垮了身体，得了黄胆性肝炎。这一年，兴化的水稻由于魏源和河官的力争，并率民奋力抢护而喜获丰收，因此得到了“魏公稻”的誉称。后来他也作诗表达了他做县官时的心情，其中有一首是这样的：
何事终年最系情，晴多望雨雨断睛。
湖云以堰当楼黑，春水浮天上树明。
谁道登临宜作赋，难忘忧乐是专城。
农桑未暇还诗礼，空对前贤百感生。
这里，他表达了要和古圣先贤一样“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的思想，要以古圣先贤为自己行为的楷模。
这一次兴化的洪灾虽被制服，但这里的水患并未彻底解除。魏源于是沿河访问探查，终于找到旧基，并上书两江总督，请求治河。在两江总督陆建瀛的支持下，运河西堤得以修复，东堤也得到加固，从而彻底免除长期以来的人为水灾。兴化人民为了感谢他，于是打算在兴化为其修建长生祠，但遭到他的拒绝。直到他死后，人民才把他附祀于范仲淹的祠堂里。
在兴化，魏源除了治河患外，还在地方修建学馆，扩大书院，修育婴堂，纂修县志，开放尊经阁，为知识分子提供聚会的场所。因此，在他离任时，兴化的乡绅和百姓争着为其送行。他在一首诗中描绘了当时人们为其送行的情景，诗是这样的：
倾城竞赠送行文，不饯朝阳饯夕曛。
空海见闻惟白浪，下河忧乐在黄云。
去年争坝如争命，此日调夫如调军。
不是皇仁兼宪德，那看台笠遍菑耘。
1851年，魏源因政绩卓著，被委派到高邮州做知州。这时，他已58岁，而且身体也大不如前了，特别是兴化抗洪过于劳累而致身体十分虚弱。到高邮后，他继续修治运河堤岸，他甚至还帮邻县完成了河工，并受到友人的称赞。在咸丰年间，像他这样实心任事的地方官已经很少了。另外，他还修建了高邮湖中的湖心岛，在岛上种植榆柳树木，又疏浚了许多港口，以便船只遇难时能就近躲入港内。
除了修治河道外，在高邮期间，他还对前任留下的积压案件加以整顿。1853年，他将高邮文游台扩建为文台书院，购置图书，以培养人才，又设义地、义学等，做了许多有益于地方文教事业的实事。恰在这时，发生了太平天国起义，他为了维持地方治安，采取了一些应急措施。但不久他便采取观望态度，并不为政府传递军情。所以在不久以后，他被革去高邮知州的职务。他于是回到兴化的一个小庙中，过起了隐居生活。
中国历史上发生过无数次农民起义，从秦朝的陈胜、吴广起义到清末的太平天国运动，仅大的起义就有几百次，它们大都为农民的反抗运动和革命战争。一般的知识分子将视农民起义的为盗匪，并对农民起义大加污蔑，而魏源对农民起义的看法和态度有一个发展的过程。
魏源从小受的是儒家传统教育，读的是“四书五经”，写的是八股文，思想上循规蹈矩，不敢越雷池一步。但当他步入社会后，开始对社会上的种种现象加以分析研究，对于统治者开始有了更为客观的看法。他说：“天地之性人为贵，天子者，众从所积而成……故天子自视为众人中之一人，斯视天下为天下之天下。”这里，他指出皇帝也只不过是众人中的一员，他并不是什么神圣不可侵犯的；反之，农民也不是天生的贼匪。后来，他对农民起义又有了进一步的认识。在《圣武记》中，他对镇压农民起义的武功，采取的是歌颂的态度。书中虽将农民起义者仍称“贼匪”，但他在研究白莲教起义的原因中用了“官逼民反”一词，可见他对农民起义者有了一丝怜悯。
鸦片战争以后，由于银价上涨，农民负担日益加重，人民生活日益困苦。在曾国藩的奏章中，有许多地方虽有心为官吏开脱，但吏役四出、血肉横飞的惨状，仍是历历在目。魏源因此说：“银价岁高费增丰，民除抗租抗赋无饱炎。”这里，他在为农民抗租、抗赋、抗清的斗争寻找理论根据。
就在魏源步入社会不久，1842年，爆发了钟人杰起义、欧阳大鹏领导的农民起义。此时，在浙江、江苏等地也多次发生闹漕事件。对这一系列官逼民反事件，魏源经过冷静的思考后认为，它既是官府的残酷剥削，也是钱漕制度的不合理造成的。他在为崇阳县知县师长治撰写的《墓志铭》中论述了这件事。他首先肯定了闹漕斗争的群众是因“帮费日重，银价日昂，本色折色日浮以困”所造成的，其次，他肯定了农民并没有枉杀无辜；最后，他在祭文中论述了发生闹漕事件的原因，重申了改革弊政的观点。他认为人民除了抗租抗赋以外，没有别的办法吃饱，这就是农民起义或抗漕的原因，也是军队不该镇压起义的原因。在这种思想的支配下，他对太平天国起义有了新的认识。
太平天国运动是魏源看到的最大的一次农民起义。魏源当时正在素有“东南咽喉”之称的高邮任知州。他本该随时将太平军的情况报告给清政府，以便政府调军镇压。而他不但没有这样做，还多次将急递退回，使南北音信隔绝。他也没有像他的许多友人一样投身清朝军队，或组织地方武装与太平军对抗。凭借他过去对兵法的研究和两次从军的经验，他应该马上行动起来，投身到镇压太平军的行列中。而且这时的清军统领曾国藩等人还是他的同乡、友人，只要他到军营去，他绝对会是军队统领的左右手或高级官员。但是，他并没有这样做，即使是过去的好朋友的信函也不能使他动摇，可见当时他的态度是十分明朗的。他更没有像他的一些友人，如汤贻汾等人因太平军攻下自己所在城市而自杀，以示抗议。
相反，他在自己的诗作中表达了对农民起义的同情心。后来，英国趁机占领江海关，并迫使清政府与英、法、美三国签订了《江海关协定》，从而使海关成为外国侵略中国的工具。其实，魏源不仅有同情农民起义军的思想，他还有同情农民起义军的行动。他在高邮任知州时，并不为清政府传递情报，以致南北信息不通。原任南河总督杨以增上奏弹劾他，说他“玩视军务”，咸丰帝便下谕免去他的职务。接到圣旨后，他便回兴化去了。咸丰帝的这封“实属玩视军务”的圣谕惩罚令，现在看来恰似一张奖状。
清初，经学家顾炎武以“经学即理学”为号召，重视民生利病，提出“政用”、“救世”思想，开始了清代的朴实学风。魏源在经过了对宋学、汉学的研究后，对它们有了较为深刻的认识。
魏源早年热衷于宋代理学，特别是朱熹学派的钻研，甚至在行动上都试图按照理学家的说教去做。到北京以后，他的眼界得以开阔，接受了各派学者的熏陶和影响，又从事汉学研究，故他同一般儒生不一样：接受过理学教育，却不为理学所局限；受汉学家影响，又不拘泥于汉学门户之见。他对清代汉、宋两派学者之事不以为然，他还指出两派的缺点：“饾饤为汉、空腐为宋。”并针对当时社会的陋习提出了“通经致用”的思想，要求人们不能只是空谈性理，或只注重琐细事物，而应关心民生疾苦，探求民富国强的政策，振兴中国，救民于水火之中。对两派的分歧，他要求用两派共同的宗师孔子和孟子来解决分歧，用儒家经典来解决所遇到的问题。他甚至举出许多古代用经书于政治的先例，如用《礼》《乐》来教育人民，用《春秋》的原则判断是非，用《诗经》作对时事提出批评的谏书和用以对答的资料等，从而达到以经术为治术，达到通经致用的目的。虽然他的这种解释有些牵强，但在当时是有积极意义的。
这次到北京，魏源还结交了一些关心时务的朋友，诸如姚莹、张际亮、龚自珍等，他们都是些爱国爱民的人士。他们经常在一起评论朝政。因为在这时，清朝的康乾盛世已基本结束，社会开始出现衰败的迹象。一方面上层官吏贪污腐朽的风气已经弥漫全国，另一方面，人民生活水平日益下降，普遍产生不满情绪，开始起义。一些有远见卓识的爱国知识分子们便常聚在一起，探求改革的道路，以振兴民族并抗击外来侵略。