北宋期間的王安石變法，雖然在頒佈後都產生了或大或小的弊端，但還是極大地促進了社會的發展，神宗時期國家收入進一步提高，一定程度上抑制了豪強地主的兼併勢力，並依靠軍事制度上的幾個行之有效的改革取得了如熙河開邊等軍事成就。
作爲王安石變法的第二號人物，呂惠卿在變法革新中發揮了重要的作用。熙寧初年，呂惠卿任”制置三司條例司”的“檢祥文字”，“事無大小，安石必與惠卿謀之;凡所建請章奏，皆惠卿筆也。”熙寧初年間均輸法、青苗法、市易法、免役法等法令的頒佈，他都有重要的參與。王安石曾說：“法之初行，議論紛紛，獨惠卿與布(曾布)終始不易，餘人則一出焉一入焉爾!”
主管司農寺期間，“主行常平、農田水利、免役、保甲諸法”，工作出色，成績卓著，神宗皇帝贊曰：“呂惠卿言農行 ，事甚善，然尚未了五分，若司農，即天下事大定矣。”
呂惠卿主持國子監期間，積極建議學校挑選貢舉，選通經術、諳政事的人主判太學，以有學行藝術者爲教授。與此同時，在全國各地設立學校。王安石接受他的意見，罷停製舉，整頓學校，從中央至地方，學官、教授全改由經過中書或國子監選擇之人充任。
他主管軍器監時，經一番整頓，裁定中外所獻槍刀樣式，規定槍刀質量標準， 又編制《弓箭》一書，供製造弓弩參照。自此，所制兵械精利，改善了宋軍的武器裝備，增強了抵禦能力。
在呂惠卿任職參知政事期間，繼續推動新法的進行，不僅廢罷了制科，還保證了市易法的繼續推行。兩次災荒(1073-1974年)期間，呂惠卿等變法派在汴京糶賣了數以萬計的糧食，穩定了京師居民的生活。尤其是在河北、江浙等爲地區，利用貯的青苗錢米，募集受災農民興建水利和從事其他工役，度過災荒。
呂惠卿守邊時，推廣了置將法等新法，並改變了許多現象——“陝西緣邊漢蕃兵各自爲軍，每戰則以蕃部爲先鋒，而漢兵城守，伺便乃出戰。惠卿始合之爲一，先搜補守兵而出其選以戰，隨屯置將，具條約上之。“呂惠卿守邊期間還在元豐八年(1085年)和紹聖三年(1096年)取得了兩次大的勝利。
