新即位的宋神宗問王安石：“當今治國之道，當以何為先？”王安石答：“以擇術為始。”熙寧二年（1069年），宋神宗問王安石：“不知卿所施設，以何為先？”王安石答：“變風俗，立法度，方今所急也。凡欲美風俗，在長君子，消小人，以禮義廉恥由君子出故也……”同年二月，王安石開始推行新法，即中國曆史上著名的熙寧變法。
變法剛剛推行時，王安石作為五個執政大臣之一，為推動變法而生氣勃勃地活動。但整個朝廷卻是暮氣沉沉，其他四個執政大臣中，宰相曾公亮年過七十，長期占據高位，遇事模棱兩可，阻擋起用新人，不支持變法，是一個“老成持重”的官僚典型。另一位宰相富弼（熙寧二年二月複相），因慶曆新政失敗已經喪失改革的銳氣，因循保守，隻求保住高官，見神宗信任王安石推行變法，便稱病求退。同王安石並列為參知政事的唐介曾極力反對宋神宗任命王安石執政，在新法剛開始的四月間病死。另一參知政事趙撲見難以阻撓變法，便自叫苦。當時有人諷刺說：五個執政者王、曾、富、唐、趙是生、老、病、死、苦。依靠這樣的執政班子顯然無法推行新法。宋神宗於熙寧三年（1070年）十二月任命王安石為宰相，授予大權，有力地推行新法。
王安石執政後，隨即建立起一個主持變法的新機構“製置三司條例司”，即皇帝特命設置的製定三司（戶部、度支、鹽鐵）條例的專門機構。神宗任命知樞密院事陳升之與王安石同領其事，實際上是由王安石主持。在這個機構中，任用了一大批新人。呂惠卿、曾布、蘇轍都被任命為製置三司條例的“檢詳文字”官，參與草擬新法。
王安石推行的新法包括均輸、青苗、免役、市易、保甲、保馬、方田、均稅等。
年輕皇帝神宗支持的王安石變法，本是一場加強宋朝統治，又有進步意義的大好事，但一石激起千層浪，變法在北宋統治集團內部掀起了軒然大波，遭到當時皇族、元老重臣的激烈反對。當時反對新法的，不僅有文彥博、韓琦、富弼、歐陽修等元老大臣，還有太皇太後曹氏（宋仁宗的皇後，神宗之祖母）、皇太後高氏（英宗的皇後，神宗之母）。曹氏和高氏這兩家在北宋都是已有上百年曆史的高門貴族，再加上神宗之弟趙顥等宮廷顯貴。而這個保守集團的代表人物則是司馬光。
作為北宋政壇、文壇的兩位傑出人物，王安石與司馬光曾一度是好友。但變法後，兩人因觀點對立，經常“爭論於私下，辯論於朝堂”。
說起司馬光，我們不得不提起他主持編纂的中國第一部編年體通史《資治通鑒》。北宋熙寧四年（1071年），因與王安石政見不一，53歲的司馬光自請離京，退居洛陽十五年，不問政事，主持編纂了三百多萬字的《資治通鑒》。
北宋元豐七年（1084年），《資治通鑒》終於完成，該書在中國官修史書中占有極重要的地位。司馬光還在《過洛陽故城》中留下千古名句：“若問古今興廢事，請君隻看洛陽城。”
也是這一年，北方大旱，一位名叫鄭俠的官員向神宗上呈一幅《流民圖》，圖中景象慘不忍睹，神宗因此受到極大震撼。第二天神宗就下令暫罷青苗、方田、免役等十八項法令。盡管這些法令不久之後得到恢複，但神宗與王安石之間已經開始互不信任。熙寧七年四月，王安石第一次被罷相，出知江寧府。