王安石做了十余年的地方官，比较接近基层，对当时的社会状况和政治弊端有着十分深切的了解，所以回到京师后，于嘉佑四年春写了《上仁宗皇帝言事书》，借向皇帝述职，综论天下大事，详细陈述了自己的政治革新主张。在这封着名的“万言书”中，他首先根据当时“顾内则不能无以社稷为忧，外则不能无惧于夷狄，天下之财力日以困穷，而风俗日以衰坏”的弊端，提出要“改易更革天下之事，合于先王之意”，即主张在“法先王”的旗号下实行变法，并认为实施变法的当务之急是先要培养选拔一大批能够推行变法的人才。
为此，他提出了“教之、养之、取之、任之”之道，亦即教育、管理、选拔和任用人才的主张。接着文章就这四个方面，先进行正面阐发，后联系当时的现实情况从反面加以论证。
在“教之之道”方面，他反对学习如诗赋之类“雕虫篆刻”的“无补之学”：今士之所宜学者，天下国家之用也。今悉使置之不教，而教之以课试之文章，使其耗精疲神，穷日之力以从事于此。及其任之以官也，则又悉使置之，而责之以天下国家之事。夫古之人，以朝夕专其业于天下国家之事，而犹才有能有不能。今乃移其精神，夺其日力，以朝夕从事于无补之学，及其任之以事，然后卒然责之以为天下国家之用，宜其才之足以有为者少矣。
指出这样教育培养出来的人，“大则不足以用天下国家，小则不足以为天下国家之用”，“及使其从政，则茫然不知其方”。他还认为不学武事，“以执兵为耻”，也是不对的。主张要学习“朝廷礼乐刑政之事”，“以为天下国家之用”，并且强调不但要学文，还要习武。
在“养之之道”方面，他提出“饶之以财，约之以礼，裁之以法”，即增加官员的俸禄，给予物质生活的保证；制定等级制度，约束他们的行为；如有不规，则绳之以法，并且从贵近做起。在讲到“饶之以财”时，他阐述了理财主张：臣于财利，固未尝学，然窃观前世治财之大略矣。盖因天下之力，以生天下之财；取天下之财，以供天下之费。自古治世，未尝以不足为天下之公患也，患在治财无其道耳。今天下不见兵革之具，而元元安土乐业，人致其力，以生天下之财，然而公私尝以困穷为患者，殆亦理财未得其道，而有司不能度世之宜而通其变耳。诚能理财以其道而通其变，臣虽愚，固知增吏禄不足以伤经费也。
简言之，就是通过发展生产来增加国家的财富，以满足增加官员俸禄所需。
在“取之之道”方面，王安石否定“制科”和“进士”、“明经”等考试制度，认为这样选拔出来的人，都不能很好地“施于天下国家之用”。他更反对当时的恩荫制度，亦即靠父兄当官而入仕的办法：庠序不教之以道艺，官司不考问其才能，父兄不保任其行义，而朝廷辄以官予之，而任之以事。武王数纣之罪，则曰：“官人以世。”夫官人以世，而不计其才行，此乃纣之所以乱亡之道，而治世之所无也。
主张应由群众推荐贤能者，再由最高统治者审察，“然后随其德之大小，才之高下而官使之”。
在“任之之道”方面，他揭示了在用人上的一些弊端：至于任人，又不问其德之所宜，而问其出身之后先；不论其才之称否，而论其历任之多少。以文学进者，且使之治财；已使之治财矣，又转而使之典狱；已使之典狱矣，又转而使之治礼。是则一人之身，而责之以百官之所能备，宜其人才之难为也。
提出不要凭资历用人，而要看其才德而予以任用，并且要用之长，任之久，使人尽其才，才尽其用，平时则“待之以考绩之法”。
最后，他强调实行变法的迫切性，并指出它一定会遭到顽固派的反对，希望仁宗能够排除障碍，坚持实行变法。
这封“万言书”中提出的改革政治的主张虽不是很全面，它主要论述教育培养人才和选拔任用官吏方面的问题，涉及理财方针的言论很少，但它反映出的变法思想是比较系统的，所论观点是十分精辟的，其成熟和深刻的程度超过了同时代的一些主张改革的奏书，可看作是王安石后来更为全面广泛的变法理论的先声。尽管如此，这封奏书并没有引起仁宗的重视，如石沉大海一样未得到任何回应。
王安石调到中枢出任三司度支判官时，正好四十岁。他对这个职务是不很满意的。
他不想干这判官，想到地方上任职，但朝廷并没有答应他的要求，结果他还是到职视事。
据史书所载，王安石只做了一年多三司度支判官便升为知制诰，这官位虽然十分显赫，可是整天给皇帝起草命令、文告。他不甘寂寞，又写了《上时政疏》，其中有一段是这样说的：方今朝廷之位，未可谓能得贤才。政事所施，未可谓能合法度。官乱于上，民贫于下。风俗日以薄，才力日以困穷，而陛下高居深拱，未尝有询考讲求之意。此臣所以窃为陛下计，而不能无慨然者也。夫因循苟且，逸豫而无为，可以缴幸一时，而不可以旷日持久。晋、梁、唐三帝者不知虑此，故灾稔祸变生于一时，则虽欲复询考讲求以自救，而已无所及矣。王安石对北宋王朝最高统治者，忠心耿耿，凡是看不顺眼的人和事，他都要说。特别是对朝廷官僚因循苟且的习气，异常不满。尽管他一再提到它的危害性，然而皇帝及大臣始终无动于衷，足见保守势力在当时是多么根深蒂固。王安石在知制诰任内无法施展其政治抱负，直到嘉佑八年（公元1063年）三月仁宗皇帝死掉，八月王安石母亲吴氏也卒于京都，王安石才借机会辞去知制诰之职，扶柩回江宁守孝去了。仁宗赵祯一死，他的过继儿子赵曙继承了皇位，是为英宗，改元为治平。
从治平元年（公元1064年）至治平四年（公元1067年），王安石一直住在江宁。治平二年朝廷下诏书叫他去汴京，他因患目疾没有去。治平四年三月朝廷任命他知江宁府。九月曾公亮荐他为翰林学士。宋朝这个官职是掌管秘书着作，主要是修国史，记载皇帝的言行，给皇帝讲书，以及起草册立封诰之类。由于王安石对朝廷的纷乱局面有看法，所以他虽居丧期满却仍托辞有病留在江宁，不去汴京报到，“臣抱病日久，未任跋涉。见服药调理，乞侯稍瘳，即时赴阙，谨具状奏闻”。（《辞赴阙状》）他在《上富相公书》中也以同样的理由婉言谢绝朝廷的诏令。那么，王安石留居江宁三年究竟干了些什么呢？他埋头读书写诗，对经学更是潜心研究，并写了《诗》、《书》、《周礼》三经新义，后来被人们称之为“王氏新学”。
据晁公武《郡斋读书志》说：“元佑史官谓：‘庆历前学者尚文词，多守章句注疏之学，至敞始异诸儒之说。后王安石经义，盖本于敞’。”这里指的敞即王安石的朋友刘敞，字原父。刘氏精于经学与考据学。着有《七经小传》，在当时也负有盛名。 治平四年（公元1067年），英宗赵曙病死，神宗赵顼继承了皇位之后，王安石才于熙宁元年（公元1068年）应召赴京。王安石到了汴京之后，立即给神宗皇帝上了一道奏章，又叫《本朝百年无事札子》。因为这奏章写于熙宁元年，上距宋太祖赵匡胤称帝的建隆元年（公元960年），恰好一百零八年，故称“百年”。
王安石在这篇奏章中论述了当时积贫积弱的实际情况，提出他主张变法的理论和根据。神宗皇帝看了这篇奏章很高兴，次年便任命他为参知政事（副相），时年四十九岁。于是，王安石开始实行变法。
这篇奏章的前半部分极力美化北宋几个皇帝，说什么百年无事是由于皇帝统治得好的缘故等等，但后半部分还是讲了一些实话的，现摘录如下：然本朝累世因循末俗之弊，而无亲友群臣之议。人君朝夕与处，不过宦官女子，出而视事，又不过有司之细故，未尝如古大有为之君，与学士大夫，讨论先王之法，以措之天下也。一切因任自然之理势，而精神之运有所不加，名实之间有所不察。君子非不见贵，然小人亦得厕其间。正论非不见容，然邪谈亦有时而用。以诗赋记诵求天下之士，而无学校养成之法。以科名资历叙朝廷之位，而无官司课试之方。监司无检察之人，守将非选择之吏。转徒之亟，既难于考绩，而游谈之众，因得以乱真。交私养望者多得显官，独立营职者或见排沮。故上下偷惰取容而已，虽有能者在职，亦无以异于庸人。农民坏于徭役，而未尝特见救恤，又不为之设官，以修其水土之利。兵士杂于疲老，而未尝申敕训练，又不为之择将，而久其疆埸之权。宿卫则聚卒伍无赖之人，而未有以变五代姑息羁縻之俗。宗室则无教训选举之实，而未有以合先王亲疏隆杀之宜。其于理财，大抵无法。故虽俭约而民不富，虽忧勤而国不强。赖非夷狄昌炽之时，又无尧、汤水旱之变，故天下无事，过于百年。虽曰人事，亦天助也。
王安石揭露并批评了吏治、用人、科举、赋役、边防等方面的积弊，提出应当任人唯贤，改善徭役、赋税制度，兴修水利，整顿军队等主张。他一再反对因循守旧，主张变革图强。他对北宋王朝统治下的社会政治、经济、军队以及各级政府所存在的严重问题进行了剖析。王安石的变法措施大致上是根据这篇《札子》中提出的主张加以扩充演变出来的。
王安石任参知政事的同时，与陈升之同领制置三司条例司。这个三司机关分下列三部：（一）盐铁：掌天下山泽之货，关市河渠军器之事，以资邦国之用度；（二）度支：掌天下财赋之数，每岁均其有无，制其出入，以计邦国之用。（三）户部：掌管天下户口赋税之籍，榷酒工作衣储之事，以供邦国之用。陈升之当时只是挂名，负实际之责的是王安石。他起用了一批新人，如苏辙、程颢、吕惠卿等。从王安石的《乞制置三司条例》奏章来看，他仍然认为当务之急在于理财。那时神宗皇帝二十岁，想有所作为，也想从理财入手，以改变现状。所以他一直支持王安石的变法改革。王安石受命执政，生气勃勃，与当时朝廷上弥漫着的沉沉暮气形成鲜明的对照。曾公亮、富弼这些宰相一看到王安石和一批年轻人大刀阔斧地进行改革，有的称病求退，有的要求到外地做地方官。这种改革与保守之间的斗争贯串了整个变法过程。条例司在二月下旬建立，三月神宗就催问条例，急于实行。四月王安石便派人到各路调查了解农田水利、赋役利弊情况。在这一年间，先后制定了均输、青苗四项新法。于是变法开始推向全国。
均输法简单说来就是：设发运使官，总管东南六路赋入，有权周知六路财赋情况。凡籴买、税收、上供物品，都可“徙贵就贱，用近易远”。发运使并有权了解京都库藏支存定数，需要供办的物品，可以“从便变易蓄买”，存储备用。这样可做到“国用可足、民财不匮”。这一办法经过实践证明，对北宋王朝收入的增加是有限的。不过它多少改变了因循的旧制，扩大了财政官员的权力，在一定程度上也打击了富商大贾、官僚地主轻重敛散的利益，因而遭到保守派的反对。苏辙便是其中的一个，他为了反对均输法，竟至辞官而去。