创建了金刚峰寺。823年又以京都的东寺为中心，弘传密宗，创立了日本佛教的真言宗。他还于828年在东寺附近创办了日本历史上第一所民间学校综艺种智院，教授各方面汉文化知识，不但有儒学、佛学，还有法学、医学、音乐等知识和手工等技能。以从中国携归的《急就章》等书籍为启蒙教科书。他还亲自主持编成《篆隶万象名义》一书，这是日本最早的汉字词书。综艺种智院为贫苦学生提供食宿，向庶民普及教育。空海把该校开学典礼放在他的中国师父惠果逝世这一天，以表怀念恩师，希望中日世代友好。
多才多艺的空海对中日文化交流的建树也是多方面的，他一生的佛教著作有300多种500余卷，对佛学有许多创造性见解。他还著有《文镜秘府论》一书，共六卷25节，对从汉魏六朝到隋唐的中国文学理论、诗歌格律作了系统介绍，对传播中国文化，推动日本文学发展有很大影响。
空海在书法艺术上也有很高成就。他认真研究王羲之、欧阳询、颜真卿等各种中国书法流派，广泛收集各种碑帖资料，兼擅篆、隶、楷、行、草各体，为日本书法艺术开一代新风，成为日本书道宗师。空海与橘逸势、嵯峨天皇三人，被称为日本平安时代的“三笔”或“三圣”。嵯峨天皇看了空海的书法作品后赞叹不绝，当即赋诗：
花苑正开春日色，月天遍照秋夜明。
对之观者目眩耀，共赏草书笑丹青。
绝妙艺能不可测，二王没后此僧生。
既知风骨无人拟，收置秘府最开情。
(按：“二王”指中国东晋时大书法家王羲之、王献之父子。)现在空海的墨迹《风信帖》等都被日本政府定为“国宝”。与书法有关，空海还把中国笔墨制造的方法带回日本。
空海还依据他的梵文知识，借用中国汉字草书创造日本文字平假名。据说至今日本家喻户晓的《伊吕波歌》，就是空海根据中国草书创作的日本平假名字母表。传说空海还引进中国种茶技术，入唐归来时，携回茶叶献给嵯峨天皇。
835年，62岁的空海终老于高野山，后来被授予弘法大师名号。他去世前曾以“入唐求法沙门空海”的名义留下遗言，教导其弟子们要学好汉学，以沟通日中文化，促进日中友好。因此在他去世后的第三年，其弟子圆行等继承师父遗愿，参加第18次遣唐使团赴中国，并特地到祖师惠果墓前敬献日本带来的供品。弘法大师空海对促进中日文化交流与发展日本文化所作出的不朽功绩，将永垂史册。