宋应星在江西奉新任教谕的四年间，对本职工作干得相当出色，该县县学在州府评比中名列前茅，受到江西学政的表扬。他的教学工作经考核后列为优等，因此1638年（崇祯十一年）他五十二岁时被越级提升为福建汀州府推官，由未入流的教谕而成为正七品的府一级司法官员，专管一府的刑狱。这是他第一次外出担任有品级的公职。福建是江西东邻，中间只隔武夷山。汀州府地处闽西，属山地丘陵地区，东南与靠海的漳州府交界，东、北各为延平府及邵武府，西与江西毗连。汀州府下辖连城、宁化、清流、归化、上杭、武平及永定等县，府治在长汀，而长汀隔武夷山与江西瑞金相望。1633年（崇祯六年）时汀州府有3.5万户，21万人，因地处山区，除出产竹纸、茶及农产品外，经济不够发达，人民贫穷。据乾隆《汀州府志》（1752）载，1637年（崇祯十年）起，陈缺嘴聚众在沿海的漳州府南靖县起事，再向北攻入汀州府与漳州府交界处的永定。南靖距漳州约25千米，离海不到50千米，最初起事者多为渔民，攻入汀州府境内时有农民响应。漳南分巡道派官兵前往平定，将捕获者押入汀州府刑狱。作为该府推官，宋应星在审理案件时，发现参与起事的在押者，多是平民百姓，他们被催征、催债逼得走投无路，加上官府、大地主豪绅、渔霸对他们无端欺压和奴役，经年积下深仇大恨。他认为百姓是无罪的，其中绝大多数（95%—97%）是好的，遂大胆地将他们从狱中释放出去。
然而，当汀州府在押的人被释放之后，又聚众在漳州府沿海地区起事，攻打官府。由于漳州府是海防重地，与泉州府交界，这一带是对外通商的口岸，朝廷和福建地方政府对这一带很重视。福建总督、巡抚得知漳州府又出事时，便指责汀州府推官宋应星“姑息养奸”。这时他向他的上级表示，他愿只身前往出事地点处理此事。总督欲助以官兵，他不从，想争取和平解决，否则自己甘愿承担责任。上级官员采纳了他的建议，他便一个人骑着马来到漳州府，与起事者见面。他们发现前来的政府官员不带一兵，而且正是释放过他们的宋应星，便放下心。他向起事者说明，要从保护国家对外通商和海防地区安宁的大局着想，不要让经常来犯的倭寇趁机再钻空子。他对他们的疾苦表示同情，愿向当局建议减免赋役，希望他们停止起事，并事先与官府商定，对他们不再追究。宋应星态度诚恳，通过他的斡旋，起事的人纷纷散开，烧毁营寨，不动干戈而了结此事，使海防地区渐趋平静。1639年（崇祯十二年己卯）是福建省乡试之年，他以汀州府推官身份来福州作为同考官协助主考官主持这次考试，工作出色。在他主管汀州府司法工作时，为官清廉，秉公办事，纠正一些冤假错案，为百姓除害。因此史书说他在任内“有贤声，汀人肖像祀之”，可见他在这里是很得民心的。
当宋应星来福建任职时，他青年时代的朋友刘同升被贬为福建按察使司知事，因病辞职，返回故乡吉水。他们1610年在吉水握别后，相约三十年后再在这里相聚。宋应星为人讲求信义，到1640年（崇祯十三年庚辰），为践前约，他脱下官服，离汀州府返赣。虽然福建总督巡抚欣赏他有才识和胆略，愿荐举他迁升，他仍执意离闽。他在汀州府任职不过两年，下届推官由崇德人曹广接替。宋应星怕上级不允许他离任，采取不辞而别的方法，从汀州跨武夷山，经瑞金、雩都来到江西南部的赣州府。他走时两袖清风，身无细软。在赣州小歇后，再乘船沿赣水顺流北上，直抵吉水，与刘同升再聚。刘同升《锦鳞诗集》卷13《有宋长庚过访山中，兼怀李匡山诗并序》，记载了他们这次会面情况。序文中说：“长庚讲，庚戌年（1610）与鄙人订交，相约三十年后再会于吉水。他遂在庚辰年（1640）辞去汀州府推官之职，也希望再一次来这里，离闽时竟来不及向福建按察使辞行。他的品行飘然高致，令人羡之。”接下刘同升在诗中写道：
莫看枢幻遂成真，林下高风尚有人。
一自仙舟曾遇李，空令河内更思恂。
江干驻客同粗粝，山水为家约锦鳞。
三十年来酬旧约，如君差不负松筠。
诗中的大意是说，应星实践三十年前旧约重游吉水，梦幻竟成现实。如今都无官一身轻，成为在野之人。不久前，共同的朋友李匡山也来过这里，但此次没有在场，感到遗憾。只剩下二人在江边的锦鳞庵住所小住数日，共进粗茶淡饭，观赏山水，互相畅谈，看到长庚兄还是那样高风亮节，令人羡慕。他们二人怀念的朋友是李曰辅（1584—1646），字元卿，号匡山，南昌松山里人，1606年举人，屡次会试不第，1622年（天启二年）授四川成才府推官，1624年上疏反对派宦官四出搜刮，被降级调出。1628年（崇祯元年）升山西道监察御史，又因兵饷事上疏，帝怒，降三级调外用，寻辞官隐居。生平为官正直，治学皆求经世致用。宋应星与刘同升话别后返回奉新，路经南昌时看望了李匡山。刘同升此后一直居家，1645年六月南明唐王即位时，他与同志杨廷麟在赣南起兵抗清，加为詹事兼兵部左侍郎、巡抚赣南，十二月以劳疾在身，呕血而死，有著作多种。
至于宋应星，自1640年辞去汀州府职务后一直在奉新与家人在一起，这时他的两个儿子宋士慧、宋士意都已长大成人，士慧娶新建邓良知幼女为妻，因而应星和他的老师成了儿女亲家。1642—1643年（崇祯十五至十六年）奉新一带爆发了由李肃十、肃七兄弟领导的红巾军农民起义，声势越来越大，很快就扩及奉新、靖安及安义三县，官兵屡捕不获。奉新北乡的宋氏家族可能也是红巾军的打击对象，甚至使宋应星不能在家安身。而红巾军来势很猛，又不肯与官府妥协。宋应星于是“破产募死士”，与进瑞兵道陈起龙、南昌府推官胡时亨等用计谋和武力平定了红巾军。他虽尊重农民劳动，同情其疾苦，甚至为民请命，要求减免农民旧欠公债，使其安于生产。但当农民军在他家门口武装起事，侵犯到他所属的阶级利益和家庭利益时，他就站在农民军的对立面。
北乡经过这次动荡之后，他家已破产，这时他被荐举出任亳州知州，接替前知州何燮。亳州（今安徽）在南京凤阳府境内西北角，与河南归德府（今商丘地区）交界，而凤阳府是时代开国皇帝朱元璋的老家，东接淮安府（今苏北）。今江苏、安徽二省因有南京及凤阳，在明代构成政治特区，朝廷对这里一向重视。1642—1643年李自成领导的农民军从陕西到河南，再从河南收入凤阳府，并占领亳州。守城的知州何燮于此时被农民军杀死，至1643年（崇祯十六年）上半年，亳州仍在李自成军控制之下。因此宋应星到任只能在1643年下半年农民军从这里撤出之后。知州为从五品官，一州之长，有独自处理本州政务的职权。然而得到此职已为时太晚了，距明亡只有几个月时间。他纵有天大本事，也无法扭转乾坤。由于这里发生剧烈的拉锯战，他进城后看到的是一片瓦砾。原来官员有的被杀，有的出走。居民生活还没有安定，而官署都在农民军撤退前被烧毁，连这位知州升堂的厅所都没有。而学校舍也不复存在，学生处于停学状态。
新的知州宋应星面对这一大堆乱摊子，不得不带头捐财修建官署，招集失走的官员和城内居民。又买下城南薛家阁旧宅，在那里重建书院，使学生入学。但当时财政紧张，面对重重困难，他每天都东奔西走，枕席不暇，忙于重建城池，恢复城市生活，建立各级机构，发展工商业，短期内便初见成效。亳州是三国时大医学家华佗（约153—208）的故乡，附近盛产各种药材，是个重要的药材集散地。宋应星抓住这一地方优势，采取各种措施发挥药农和药商的积极性，重开药材市场。他作的一系列工作刚刚见眉目，亳州逐步恢复正常，但周围社会大环境和全国局势却更加险恶，很快使该地四围又处于李自成军的包围圈内。当他在亳州任知州时，其兄应昇1643年由广东高凉府同知升任广州府知府，因在最南方省份，局势暂算缓和。但应星所在的地区周围经过激战，已逐步成为李自成和张献忠领导的农民军的天下。在这种情况下，他无意再在亳州任职，遂向上级提出辞呈，但未获准。1644年（崇祯十七年甲申）年初，他在奉新过春节时，局势急转直下。二月，李自成在西安称王后，率大军入山西，三月间进军至北京。宋应星不拟再回亳州复任，遂写信给南昌的友人陈弘绪，由他托安福举人傅鼎臣（字玉生）把辞职信带到南京任詹事的姜曰广，再由姜曰广向其门生路振飞（字见白，李皓月，1590—1649）周旋。路振飞1644年任淮阳巡抚、总督漕运，主管淮安府和凤阳府，正好是宋应星的上级，遂同意辞职请求。从此以后，应星便杜绝了出任的念头。
1644年三月十九日京师陷，崇祯帝自缢，明亡。当天，李自成即帝位，此时在山海关握有重兵的明将吴三桂降清，与多尔衮统率的清兵于四月间包围北京，共同对付农民政权。三十日，李自成刚坐天下只两天，便领兵退至山西，前明元老迎降清兵。这时宋应星闻国难，遂疾笔草成《春秋戎狄解》，以考证《春秋左传》中少数民族入居中原的史例，表达他的抗清思想，伸张民族大义，在江南制造抗清舆论。此著今已失传，但从陈弘绪《鸿桶续集》卷二《复宋长庚刺史书》（1644）中的评论可知其梗概：
大作《春秋戎狄解》，辩证详确，足以补马融（79—166）及郑玄（127—200）注释研究之未备。……得佳解，而豁然破千古之疑，真是不朽的鸿篇。此时女真兵包围北京，我朝元老也穿上女真的服装。将来像田弘（500—567）更名为纥干弘、李弼（482—557）易姓为徒河氏这类没有民族气节的汉人，恐怕会不可胜记。孰夏孰夷，何以别其是非！宋兄此书则特别有深意，真想尽快把它悬于国门，告诫人们作内外两种防范，用不到再嘱托了。
甲申年（1644）五月一日，清兵进北京，女真统治者建立新的王朝，改元顺治。此时清统治者下令：“凡投诚官吏、军民，皆得剃发，衣冠悉遵本朝（清朝）制度”，违者处以刑罚，从而发出对汉人和其他民族实行民族压迫的信号，叫嚣“留头不留发，留发不留头”，激起中原广大汉族人民的反抗。辞官归里的宋应星，参加了抗清的群众运动之中。他哥哥应昇甲申闻国难，业愤成疾，1645年初愈后即辞去广州知府职，返回奉新。兄弟二人相见，喜相逢，忧国事，悲喜交加。
清兵占领北京后，明宗室外潘在南方（南京）另建政权，史称南明。1644年五月，福王即帝位，改明年为弘光元年。弘光朝廷虽有东林党人史可法、高弘图及姜曰广入阁，但阁臣中也有权奸马士英、阉党阮大铖等，他们极力排斥忠良。史可法虽为兵部尚书，但督师于扬州，身在京外。他献策设淮阳、凤寿、徐泗及滁和四个军区用重兵守之，以拱卫南京，但需有得力的部下担此重任。当时宋应星被荐举出任滁和兵巡道（正四品），掌南京附近滁州府及和州府驻军的领兵将印，荐举人是他的同年友人姜曰广，当时任南明礼部尚书兼东阁大学士。宋应星鉴于马、阮当国，而未赴任，后改由黄得功镇滁和，驻于庐州。四镇将领多与马、阮勾结，排除异己，密谋压史可法兵权。1644年九月，姜曰广遭马、阮诬陷，辞官归里。阮大铖在得意之际，写《燕子笺》传奇以粉饰昇平，无非才子佳人之类，庸俗不堪。宋应星痛恨阉党，1645年（弘光元年）针锋相对地写了《美利笺》传奇。书名取自《易经·乾封》：“乾始能以美利益天下，不言所利，大矣哉。”“乾”象征自然界和社会纯阳至健的事物。这句话意思是：“乾创始万物，以美善之道利益天下，却不显示其功劳，真太伟大了。”宋应星以此思路，在传奇故事中塑造有奇特经历而又无私、敢与邪恶势力斗争的英雄人物形象，同时揭露、批判一些丑类。他可能以此传奇反映弘光朝正反两派势力的斗争，特别为姜曰广被挤出朝廷和史可法受架空而鸣不平，有现实意义。这也显示了宋应星在文学创作上的才能，但此传奇没有流传下来。
1645年五月，清兵南下破扬州，史可法殉国，旋进兵南京，弘光朝亡。当时南方及江西南部尚未为清兵所及。1645—1647年在福建和广东又相继建立另两个南朝政权，分别用隆武、永历年号。一度降清的明大帅左良玉部将金声桓（1596—1649）1647年正月于南昌反正，杀清江西巡抚，奉南明阁臣姜曰广为盟主，用隆武年号出榜安民，这时以南昌府为中心的江西地区又归南明。宋应星又被授以南瑞兵巡道，领南昌府及瑞州府驻军之兵权，他仍没有出山，因为他在甲申年离开亳州后，早已“求一挂冠不得”，决心不再出仕，这不等于说他放弃反清思想。1648年当金声桓南下攻赣州时，清兵乘虚破南昌，姜曰广投水自尽。宋应星、应昇弟兄虽身在奉新，但密切注意时局演变，寄希望于南明的复兴，但弘光朝、隆武朝都迅即灭亡，使他们的希望落空。1646年冬，宋应昇没有通知应星，约其同志身穿黑衣，想去城西百丈山上跳下，以身殉国，并写绝笔诗以见志，时值大雪封山，又折返回来，于是在家服毒而死。宋应星埋葬了多年与他相伴的胞兄后，在忧郁的气氛中度过了他的六十岁生日。此后他决定在家乡过隐居生活，在清初度过二十多年的漫长岁月，必定写了一些书稿、读书札记，后来都散失。1663年友人陈弘绪主编《南昌郡乘》，邀他为宋应昇写了传记。他本人约卒于1666年（清康熙五年），享寿八十，葬于本村戴家山祖茔侧。生前嘱咐葬从简，不要立墓志铭。他的子孙们都恪守他的遗训，在清代既不科举，也不入仕。
