对于赋役制度方面存在的问题，不仅张居正关注已久，当时的一些有识之士也迫切地感到实行改革的必要。嘉靖九年（1530年），大学士桂萼建议改革徭役科派的办法，打破里甲界限，在州、府、以至布政司内，斟酌繁简，实行“一条绾”法。嘉靖十六年（1537年），松江知府黄润实行以田之多少为轻重，凡大小差役总计其徭役数目，一条鞭征充。嘉靖四十年（1561年），广东巡按潘季驯实行以钱代役之法，广人称便。嘉靖四十五年（1566年），浙江巡按庞尚鹏在浙江推行一条鞭法：有丁无粮者，编为下户；有丁有粮者，编为中户；粮多丁少者和丁粮俱多者，编为上户。一县差役，悉由官府募人充当，力差照工食之费，量为增减，银差按缴纳之费，略加银耗，一县总数照丁粮比例分摊入丁粮中，随同完纳。隆庆四年十月，庞尚鹏为福建巡按，又在福建奏行一条鞭法。这一年，江西巡抚刘光济在江西奏行一条鞭法。隆庆年间，海瑞在应天巡抚任内，力行清丈，颁行一条鞭法。这些作法都取得了良好的效果。
张居正对这些地方的局部改革，进行了认真的考查。他认识到，用一条鞭法取代两税法，以整顿失控的经济制度，是一项可行的改革。但是当时，对于一条鞭法的实行，朝士大夫议论不一。有极言其不便者，有极言其便者，有言利害各半者，更有言一条鞭法利于士大夫而不利于小民，也有言一条鞭法至公至平，便于小民而不便于贪墨之官府，便于贫乏而不便于作奸之富家和作弊之里胥，湖广茶陵推行一条鞭法以后，攸县人民也要求实行一条鞭法，便是一例。由于这项经济领域中的重大改革，涉及到上至达官贵人，下至平民百姓的切身利益，加之两税法行之数百年之久，已成惯例，群臣又议论纷纷，是非一时难定。在这种情况下，张居正采取了慎重的作法。他对于浙江、江西、福建、广东等南方地区推行一条鞭法，予以热情的支持。万历四年，张居正又把一条鞭法推行到湖广。但是同时，张居正对那些极育一条鞭法不便者，也任其袭用原制，“果宜于此，任从其便，如有不便，不必强行”。
南方地区实行一条鞭法后，“田不荒芫，人不逃窜，钱粮不拖欠”，“郡民诚蒙条鞭之利，愿百世守之”。万历五年（1577年），山东东阿知县自栋在辖境内推行一条鞭法，有的朝臣持反对意见，以为此法在南方可行，而不便于在北方实行。张居正派人去山东东阿县调查，发现“邑士民皆得其便”，表明一条鞭法不仅适用于南方，也适用于北方。张居正便坚决支持白栋，驳回了朝臣对白栋的弹劾。张居正在万历四年时，尚讲“行法在人，又贵因地”，而此时，在致山东巡接李世达的信中，他提出：“法当宜民，政以人举，民苟宜之，何分南北”。圆在南、北方都积累了一定的成功经验的基础上，张居正对在全国推行一条鞭法，取代旧的赋役制度，已经有了成熟的考虑。
但是，在万历五年，张居正没有下令在全国统一推行新的赋役制度。他不是一个鲁莽冒进的改革家，也不是一个狂热的理想主义者，而是一个作风稳健的实干家。张居正了解自己所处的时代，深知明帝国的痼疾非一日所致。积之百年的弊端，不是一下子就可以铲除的，审慎行事，稳妥推进，是成功的前提。他感到在全国推行一条鞭法的时机尚不成熟，条件也还不完全具备。所以从万历五年至万历九年（1581年）之间，他虽然支持各地试行一条鞭法，但却没有强令执行。
与此同时，张居正在进行全国推行新的赋役制度的准备工作。一条鞭法的实行，必须以准确地掌握田产和人丁的情况为基础，黄册已经成为伪册，不足为凭。于是万历五年十一月，张居正下令在全国清丈土地、清查户口，限三年完成。清丈土地是一项十分困难的工作，张居正深知，这件事对于“官豪家，殊为未使”。要把他们隐瞒的土地清查出来，必然会遇到他们的合力反对和攻击，以至多方的阻挠和破坏。然而，要以新的赋役制度取代旧的两税法，这一项基础工作是不可缺少的。果然，清丈的诏谕刚一发布，立刻遭到了勋贵们的反对。他们纷纷上书，极言张居正“掊克”，即以苛法搜刮民财。如果张居正为自己考虑，为家人着想，他便不会这样做。清丈非但对他个人没有任何益处，反而会有损他个人的经济利益，同时又开罪达官显贵，给他带来很多的麻烦。张居正想的是整个帝国的兴衰，是振兴国家的事业。他认定清丈土地是对国家、人民有利的事，是推行一条鞭法的前提，便毅然决然地置得失毁誉于不顾，“清丈事，实百年旷举”，他以宏大的魄力，决心在自已在位期间，于此事“务为一了百当”。
度田的诏令要求，“凡庄田、民田、职田、荡地、牧地，皆就疆理无得隐。其挠法者，下诏切责之”。同时，又制定了详细的实施方案，凡八条：
一、明清丈之例。凡田粮数额少于原额的地区，必须清查丈量，田粮数额不少于原额的地区，可以免于清丈。
二、议应委之官。各布政使司由右布政使总领清丈工作，其下分守道、兵备道分别负责，府、州、县官则专管本境。
三、复坐派之额。清丈时务必区别官田、民田和屯田的不同种类及土质的上、中、下不同等级，逐一严格勘查，不得作弊混淆。
四、复本征之粮。按土地种类纳粮，如民种屯地者即纳电粮，军种民地者即纳民粮。
五、严欺隐之律。凡在清丈之前，自动交待隐占地土及开垦未报者，可以免罪，清丈中隐瞒实情者连坐，豪右隐占者从重发遣。
六、制定清丈之则。
七、颁行丈量计算方法。太祖时，丈量土地，以五尺为步，240步为一亩，百亩为一顷。以后，步尺参差不一，不得随意赢缩，使土地数字越来越失真。张居正清丈时，规定全国通“用开方法，以经围乘除，畸零截补”，使田亩的计算方法较为严格和真实。
八、规定经费供应之法。
张居正以清丈为有关国计民生的大事，遂一再要求清丈务必“详审精核”，不得草草了事。万历九年，清丈的限期已到，根据考成法，科臣应当对未完成清丈的官员给予弹劾，但是张居正考虑到，清丈工作有很多琐碎的事务，加之阻力巨大，且“积弊丛蠢之余，非精核详审，未能妥当”。因此只有深入细致地从容清查丈量，才能够保证清丈工作的质量。如果生硬地要求限期完成，官员势必敷衍草率从事，有可能使很多地方的清丈失实，故此，张居正要求科臣对于到限尚未完成者，从缓提出弹劾，“有违限者，俱不查参”。并一再叮嘱地方官，清丈务求详审，而不必拘拘于时限，以使官员们“得便宜从事”。
在张居正周密的布置和规划、始终不懈的督责下，清丈工作得以顺利完成。明太祖洪武二十六年（1393年）调查的结果是：户16052870，口60545812，田8507623顷。到孝宗弘四年（1491年）重行调查时，只得户9113446，口53281158，弘治十五年（1502年）田4228058顷，这期间，土地的减少，主要是由于土地兼并的发展，使土地逐年集中到勋贵、官吏、豪右手中，他们倚仗权势，多方隐匿上地，逃避赋税。户口的减少，主要则由于或设寄豪门，或冒充两京的匠役，或行贾四方，或举家舟居，无从寻其踪迹。故而弘治四年清查的数字与洪武二十六年清查的数字相比，减少了许多。万历六年至万历九年的清查，得户16121436，口60692856，田7013976顷，虽较太祖时尚少，但较之弘治时赢近300万顷。
在这次清丈中，尽管有的官吏以“溢额为功”，“改小弓以求田多”，或“掊克见田以充虚数”，但是成绩仍然是巨大的，清查出一些豪强地主隐瞒的土地，使“豪猾不得欺隐，里甲免赔累而小民无虚粮”。这次清丈，土地数额增加最多的为北京、河南、山东等处。弘治十五年清丈时，北京十府州共计田土26.9万余顷，万历九年为49.3万余顷，河南原为41.6万余顷，现清查为74.1万余顷，山东原为54.2万余顷，现在则增加至61.7万余顷。另外，广东原为7.2万余顷，现在也增加至25.6万余顷。此四处增加田地数额70万余顷。北京、河南、山东地处畿辅，为勋贵聚居之处，这一带的田地经过多年的兼并，很多都归入勋贵门下，他们多方设法，逃避赋役。这一次清丈，对他们的逃税避役，是一个沉重的打击。同时，清查出近300万顷隐瞒的土地，对国家的财政收入而言，是一笔不小的数字。更重要的，清丈为赋役制度的改革奠定了基础。
万历九年，全国的清丈基本完成。张居正认为，赋役制度改革的条件已经具备了，于是便不失时机地下令在全国推行新的赋役制度——一条鞭法，废止了唐后期以来沿用已久的两税法。
一条鞭法的主要内容如下：
1、实行赋役合并。将田赋与各种名目的徭役合并在一起征收，并将部分力役摊入田亩。过去按户丁承担的徭役，现在改为根据丁数与田粮摊派。摊派的比例，各地不一。有的地方将役折银，全部摊入田赋内，有的地方将徭役部分地摊入田赋，其中，有的地方以丁为主，以田为助，有的地方以田为主，以丁为助，有的地方丁田均平。尽管各地实行的一条鞭法的实施方法不同，但总的倾向都是推丁入地。
2、以钱代役。过去，里甲轮流值役。每十年值役一年，现在改为每年值役。一岁之役，农民可以出钱代之，由官府雇人应力差。
3、田赋征银。田赋中除政府需要征收的米、麦外，其余的实物均改为折纳银两。
4、赋役的催收解运，过去是通过粮长、里长助理，现在改为由地方官吏直接办理。
一条鞭法的实行，简化了赋役征收的形式，推力役入田赋，改变了过去赋与役分开征收的办法，没有土地的农民，或土地少的农民，减去或减轻了力役的负担，同时，对明中叶以来豪右以各种方法偷、漏税粮的作法，起了很大的限制作用，在一定程度上克服了赋役不均的现象，做到了“既不减额，亦不增赋，贫民之困以纾，而豪民之兼并不得逞”。
同时，通过这一改革，用银钱代替劳役，一方面，农民可以不再服役，保证了从事农业生产的时间，有利于农业生产的发展。另一方面，国家对农民的人身控制放松了，农民获得了较多的人身自由，可以离开土地，改变谋生方式，为城市手工业的发展提供更多的劳动力资源。而商人购置土地，则要承担相应的赋役，如果没有土地，可以不纳丁粮，这也刺激了商人投资工商业的兴趣。除固定的漕粮外，农民对国家承担的赋役，均以银折纳，银钱代替实物税。又促进了农作物的商品化。所以，一条鞭法的实行，对于商品经济和城市工商业的发展，对资本主义萌芽的产生，创造了有利的条件。当时，中国的南方，商品经济比较发达，所以一条鞭法首先是在东南沿海和江南一带实行的，这也表明了这种赋役制度适应了商品经济发展的需要。
在15世纪下半叶，西方产生了资本主义萌芽，蕴育着一种新的社会制度，而此时的中国大地上，张居正进行的这场改革，他所推行的一条鞭法，虽然旨在解决他的时代所遇到的具体的经济同题，但是在客观上，一条鞭法却适应世界历史发展的这一趋势，符合历史发展的普遍规律，对资本主义萌芽的产生和发展起了推动作用。
一条鞭法的实行，是我国赋役制度史上一次重大的改革。在户口流亡、里甲破坏、豪门隐占土地、国家财政收入拮据的情况下，改革旧的赋役制度已经成为一个重要的时代课题，摆在了明中叶以来的很多政治家、执政者面前，然而问题却始终迁延未决。在改革的客观要求已经提出，客观形势已经具备的情况下，赋役制度的全面更化仍然无法启动和实行，就在于缺少一位像张居正这样的人物，来承担和实施这一变革的巨大任务。这个人需要有统驭全局的权势，没有掣肘之虞；有匡时济世的宏大志愿，有对国家的高度责任感，不谋自己的私利；有对现实弊病的深切认识和改革弊政的决心；同时，又要有扎实稳健的作风和勇于任事的胆识；有控制整个国家改革进程的能力。赋役制度的改革，牵一发而动全身，没有此前的考成法等项改革，没有对吏治的整肃和政治的清理，赋役制度的全面改革是难以进行的，而这一切条件，张居正一身而兼备。改革是历史的必然，而改革的时机，承担改革大任的人物的出现，却带有偶然性。张居正秉政的时代，历史的必然性与偶然性契合了，必然性通过偶然性为自己开拓着道路，张居正顺应历史潮流，发动和完成了这一赋役制度的重大改革。
万历初年，经过张居正的一系列改革和整顿，明帝国的政治和经济危机消除了，国家日臻富强。
