Первым его практическим шагом была реформа церковной музыки. Своей энцикликой 1903 года («Inter sollicitudines») он объявил григорианскую церковную музыку музыкой официального богослужения. Пий X создал в Риме высшую школу церковной музыки. Большое внимание он уделял внутреннему углублению священнической жизни, дисциплине клира и выполнению обязанностей, связанных с их призванием. Впервые в 1904 году в Риме папа велел провести в своей епархии визитацию (контрольную проверку), в ходе которой было отчислено по непригодности большое число церковных лиц. Папа сделал обязательной проведение во всех итальянских епархиях строгой визитации. Затем последовала реформа в более чем 300 итальянских духовных учреждениях, а также реформа семинарского обучения. (Работа продолжалась в течение 1907–1908 годов, когда были созданы центральные семинарии и реорганизованы епархиальные семинарии, в процессе чего проводилась также унификация учебного процесса.) В соответствии со временем были внесены изменения и в литургию. В 1904 году папа дал указание организовать новое издание литургических книг (редактирование текстов духовных песнопений было возложено на французских бенедиктинцев). В своей булле «Divino afflatu» от 1 ноября 1911 года Пий X предпринял модернизацию бревиария (молитвенника): он сократил и по-новому сгруппировал молитвы, уменьшил число праздников и восстановил авторитет воскресенья.
Целый ряд реформ был направлен также на углубление религиозной жизни мирян. В своем пастырском послании «Acerbo nimis» от 15 апреля 1905 года он уделяет внимание вопросам религиозного воспитания. В декрете от 20 декабря 1905 года с целью интенсификации религиозной жизни он настойчиво требовал как можно чаще, по возможности ежедневно, причащаться. В августе 1910 года в специальной энциклике папа занимается вопросом о первом причастии детей; наиболее подходящим возрастом для этого он установил семь лет. В 1907 году он принимает новые меры, направленные на укрепление христианского брака и обручения (декрет «Ne temere» от 2 августа 1907 года). С целью вовлечения мирян в духовно-пастырскую деятельность иерархии, в регулирование общественной и религиозно-нравственной деятельности, подчиненной непосредственно церкви, Пий X в 1905 году создал организацию «Католическое действие» («Actio Catholica»).
Вторая группа реформ папы затрагивала область управления церковью. С целью эффективности управления он посчитал необходимым сделать церковное право обозримым. В своем послании от 19 марта 1904 года, начинавшемся словами «Arduum sane», он объявил о начале церковно-юридической кодификационной работы. Целью работы была систематизация и унификация ставших неясными канонов и модернизация устаревшего Кодекса канонического права. Членами комиссии по разработке Кодекса он назначил известных кардиналов, теологов и ученых в области канонического права. Секретарем комиссии стал кардинал Пьетро Гаспарри. Реформа канонического права служила делу римской централизации. Когда Пий X поручил Гаспарри руководить этой работой, он сообщил ему, что ждет от кардинала не поспешной, а основательной работы, которую не обязательно закончить при его жизни.