1644年，清軍入關。攝政王多爾袞下令內城居民全部遷往外城，以供清兵駐紮。湯若望爲了教堂及其天文儀器、圖書資料的安全，冒死上疏，請求仍留原地居住，並對自己所從事的傳教和修歷工作作了簡要介紹，表明了自己欲爲新朝效力的心跡。
這份表白的時機頗準，剛入主中原的滿清統治者爲了表明“新朝定鼎，天運已新”，需要準確地觀測天象，頒佈曆法以確認政權合法性。
經過公開驗證，清廷確認湯若望的歷算準確無誤。這讓清朝統治者十分滿意，順治帝稱：諸傳教士“來自西洋，涉海十萬裏”，“適當(朕)正位凝命之時，首舉治歷明時之典。……豈非天生斯人，以待聯創制曆法之用哉!”清廷不僅採用了湯若望按照西洋新法修訂的歷書，將之定名爲《時憲曆》，而且任命湯若望爲欽天監監正，使之成爲中國歷史上第一位任此重要官職的西方傳教士。
西方傳教士不僅在朝廷上與滿清統治者密切合作，湯若望與順治的交往日益密切，遠超出君臣關係，而且這種聯繫不斷得到加深。
湯若望曾治好順治母后博爾濟吉特氏以及順治的未婚妻，由此取得了當時實際掌權的皇太后的敬重，皇太后尊尊湯若望爲義父，順治尊稱他爲“瑪法”(滿語“爺爺”的意思)。
《湯若望傳》稱，湯若望憑學識、閱歷洞察到順治孤獨而自尊的內心，“凡是能使皇帝覺得可羞恥的事情，他都是祕密地在四隻眼睛之下向他進言的”，把批評、規勸侷限在兩個人的範圍內，不傷年輕皇帝的面子，而在言辭上又避免過激，注意因勢利導。
這種體貼深得順治之心，據清史專家閻崇年介紹，順治允許湯若望隨時進入內廷，他也常到宣武門內湯若望的住所研討學問，參觀書房，遊覽花園，共進便餐。順治19歲的生日，是在湯若望的家裏度過的。他們歡洽之情，如同家人父子。此後，順治一方面向湯若望請教天文、曆法、宗教等學問，另一方面向他請教治國之策。
在1656年到1657年前間，順治曾24次親訪湯若望的館舍，長時間晤談。湯若望也沒有辜負太后和皇帝的信任，“睹時政之得失，必手疏以祕陳”，先後向順治呈遞了300多件奏帖，陳述自己的建議和見解，其中許多諫言被順治帝採納。
湯若望想使順治皈依天主教，但清朝統治階層始終沒有人入教，而且在1657年後，順治開始研究佛教教義，在一定程度上疏遠了湯若望。不過湯若望在政治上的影響力仍在，順治病危時議立嗣君，其因皇子年齡太小(長子牛鈕已殤、次子福全9歲、三子玄燁8歲)想立皇弟，皇太后想立玄燁，二人徵詢湯若望的意見。湯若望以玄燁出過天花爲由支持皇太后的意見，順治便一言而定玄燁繼承皇位。史書說湯若望“直陳萬世之大計”，開創中國封建社會最後一個盛世的皇帝康熙開始走上歷史的舞臺。
