Блудов обладал исключительной работоспособностью и какой-то неудержимой страстью довести до совершенства любой документ. Работавший под его началом мемуарист А. И. Кошелев вспоминал: «Добра делал он очень много, был доступен для всякого и готов выслушивать каждого, кому он мог чем-либо быть полезным».
Вскоре Д. Н. Блудов был назначен товарищем министра, а в 1832 году — министром внутренних дел и членом Государственного совета. В феврале 1839 года Дмитрий Николаевич стал министром юстиции и генерал-прокурором и пробыл на этом посту до конца года. Он занимался всеми делами Правительствующего сената, руководил местными прокурорскими органами, направив им несколько важных циркуляров, касающихся содержания арестантов. В одном из них он писал: «Замечено, что в тюрьмы помещаются иногда арестанты без должного внимания к их возрасту и степени преступления. В отвращение зла, от сего произойти могущего, строжайше предписываю всем губернским, областным и прочим прокурорам всемерно наблюдать в губернских городах лично, а в уезде чрез уездных стряпчих, чтобы предписанные правила размещения арестантов были исполнены в точности, под опасением за отступление от оных взыскания с виновных по всей строгости законов».
31 декабря 1839 года Блудов занял место своего умершего друга Д. В. Дашкова — председателя департамента законов Государственного совета и главноуправляющего 2-м отделением собственной его императорского величества канцелярии. На этих ответственных постах в полной мере проявилось огромное дарование Дмитрия Николаевича как государственного деятеля. В 1842 и 1855 годах под его редакцией вышли два новых издания Свода законов Российской империи, а в 1845 году было подготовлено Уложение о наказаниях уголовных и исправительных (первый Уголовный кодекс России). Понимая необходимость коренных преобразований судебной системы в империи, Блудов еще в 1840-х годах начал подготовку к проведению реформы. Был собран огромный фактический материал, который впоследствии использовали составители Судебных уставов. Он принимал участие в составлении документов крестьянской реформы, а 19 февраля 1861 года, уже в ранге председателя Государственного совета и Комитета министров, скрепил своей подписью акты об освобождении крестьян от крепостной зависимости. В 1855 году Блудов возглавил Петербургскую академию наук.
Напряженная деятельность действительного тайного советника Д. Н. Блудова была щедро вознаграждена государем. В 1842 году он стал графом, а в 1845 году получил в награду орден Св. Андрея Первозванного (спустя два года ему вручили и алмазный знак этого ордена). В 1851 году Николай I пожаловал ему перстень с алмазами, а в 1852 году — собственный портрет с бриллиантами для ношения в петлице. В 1856 году уже новый император, Александр I, преподнес ему свой портрет с алмазами для ношения на Андреевской ленте.