Sau khi đỗ Thám hoa, Phan Thúc Trực và các vị tân khoa được xem vườn thượng uyển, được ban yến và dạo thuyền rồng trên sông Hương với vua Thiệu Trị. Bơi thuyền giữa sông, bỗng vua hỏi Phan Thúc Trực: Nhà ngươi có trung thành với trẫm không?
Phan Thúc Trực thưa: Muôn tâu hoàng thượng, hạ thần xin suốt đời trung thành. Vua nói: Thế nhà ngươi có dám chết không? Thám hoa thưa: Muôn tâu, xin sẵn sàng chết vì hoàng thượng. Vua phán: Vậy nhà ngươi hãy nhảy xuống sông đi!
Không chần chừ, Phan Thúc Trực nhảy ùm xuống sông. Một lát sau ông ngoi lên mặt nước, nhà vua hỏi: Sao nhà ngươi lại sợ chết? Thám hoa họ Phan thưa rằng: Muôn tâu, hạ thần vừa nhảy xuống dưới thủy cung gặp Khuất Nguyên, người bảo: “Ta gặp chúa mờ ám nên nhảy xuống sông mà chết, còn anh gặp bậc vua sáng thì quay trở lại trần gian”. Vua khen tài ứng đối và thưởng cho một chén rượu.
Được vua ban ngựa hồng và cho một toán lính hộ vệ vinh quy bái tổ. Trên đường về Phan Thúc Trực đã ghé qua các gia đình để tạ ơn do những người đã giúp mình. Khi đến nhà ở phía Bắc sông Gianh người đã gói cơm nếp cho ông khi vào kinh thi, ông sừng sờ thấy ngôi nhà đã bị cháy rụi.
Hỏi nguyên do thì thấy chủ nhà buồn rười rượi: Cháu nghĩ không may nhà bị cháy, trời cho khỏe mạnh thì một thời gian sau vợ chồng cháu sẽ làm lại được. Nhưng tiếc nhất là cuốn gia phả ông cha để lại ghi đến mười đời, có đủ chức danh, phần mộ, ngày giỗ… bây giờ không biết làm sao? Chính cuốn gia phả để trên bàn thờ mà hôm ở đây ngài đã xem.
Tân Thám hoa an ủi: “Xin anh chị cứ yên tâm, cuốn gia phả viết rất tốt, đọc xong tôi còn nhớ cả”. Nói rồi ông lấy giấy bút ra ngồi ghi một mạch chừng hơn 2 giờ mới xong. Ông còn đọc lại cho gia chủ nghe. Chủ nhà sửng sốt thốt lên những lời thán phục: “Ngài quả là một vị thánh. Cuốn gia phả hơn 20 trang, mà chỉ xem một lần mà nhớ hết”.
Trong thời gian chờ bổ dụng, ông ở nhà thấy cánh đồng làng Phú Ninh khi nước sông Cẩm Giang triều cường lên không cấy được lúa, ông bỏ tiền và hô hào các nhà phú hữu góp tiền làm thủy lợi giữ nước ngọt để dân cày cấy.
Một thời gian sau, ông được triều đình bổ chức Hàn lâm viện trước tác. Sau được thăng Thừa chỉ, thẻ ngà khắc là “Tứ Phan Thúc nhập các” - tức làm việc trong cung vua. Mùa xuân năm sau Viện Tập hiền mới đã được xây dựng xong, ông được sung vào Viện phụ trách việc tuyển trạch văn chương, sau đó được thăng Y viện thị giảng, hàm tụng ngũ phẩm, rồi sung Kinh diên Khởi cư chú.
Thương dân, dân lập đền thờ
Làm việc trong triều, Phan Thúc Trực luôn được gần vua, nhiều lần vâng lệnh làm thơ văn, được vua khen ngợi và ban thưởng khá hậu. Tác phẩm của ông có: Quốc sử di biên, Trần Lê ngoại truyện, Diễn Châu phủ Đông Thành, huyện thông chí, Hiệu tần thi tập, Tứ phương lan phả, Bắc hành Thi thảo, Nam hành Thi thảo…
Năm Tân Hợi (1851) trên đường đi cầu di thư (sưu tầm thư tịch cũ), một hôm qua đò sông Mã ở Thanh Hóa, thì nước nguồn đổ về rất lớn và trời cũng chập tối. Nhóm của ông phải đi qua đò hai lần và ông cùng một người lính túc vệ đi chuyến đò đầu.
Qua đò đang đi dọc bờ sông thì phát hiện một chiếc bia đá khá to. Hai người tìm bó đuốc ra đi thì nước đã ngập đến chân bia. Người lính rọi đuốc cho ông đọc, nhưng vì nước lên nhanh quá, ông phải đọc từ dưới lên và khi đọc hết bia thì nước cũng vừa ngập. Bằng trí nhớ, ông đã chép lại toàn bộ văn bia trước sự khâm phục của nhiều người.
Năm sau 1852, hoàn thành nhiệm vụ sưu tầm thư tịch cũ, trên đường về kinh đô, đến Thanh Hóa ông thì lâm trọng bệnh và tạ thế (có người nói ông bị đầu độc) hưởng dương 44 tuổi.
Được tin, vua Tự Đức vô cùng thương tiếc, truy phong là “Thị giảng học sĩ”, trật tòng tứ phẩm và phái Tổng đốc Nghệ An mang phẩm vật tới viếng cùng bức trướng với 4 chữ “Học cao hạnh thuần” (Học vấn cao thâm, đức hạnh thuần hậu). Gần 30 năm sau, theo sách “Đại Nam thực lục”, vua Tự Đức còn ca ngợi thực tài, thực học của ông.
Với quãng đời ngắn ngủi, nhưng ông đã để lại 13 tác phẩm, gồm các thể loại: Lịch sử, Địa lý, Văn thơ. Đặc biệt “Quốc sử di biên” bổ sung những điều còn thiếu sót hoặc ghi chưa đúng trong sách quốc sử.
Tập thơ “Cẩm Đình thi tập” gồm 375 bài, trong đó có 369 bài thơ chữ Hán và 6 bài thơ Nôm. Thơ ông phản ánh hiện thực làng quê Việt Nam, nói lên tình yêu nhân dân, tình yêu thiên nhiên và tình nghĩa thắm thiết của những người trong gia đình, dòng họ.
Tác phẩm “Đông Thành huyện thông chí” nói về duyên cách địa lý, về sông núi, về sự thay đổi tên gọi của các làng xã qua các thời đại ở hai huyện Yên Thành, Diễn Châu. Ngoài ra, Phan Thúc Trực còn là một nhà folklore (văn hóa dân gian), được Hội Văn nghệ Dân gian Nghệ An tôn vinh là ông Tổ.
Thám hoa Phan Thúc Trực để lại cho đời những tác phẩm đồ sộ và giá trị trên nhiều lĩnh vực. Tên tuổi của ông được lưu giữ trong rừng sách ở Viện Viễn Đông Bác Cổ tại Hà Nội, TPHCM, Hồng Kông, Đài Loan, Paris.
Tuy sống gần vua nhưng Thám hoa Phan Thúc Trực rất gần dân. Dân chúng biết ông chính trực nên khi có dịp thì thường đến nhờ cậy. Những bổng lộc và phần thưởng triều đình ban cho, ông thường mang phân phát cho dân, ai thiếu gạo ông cho gạo, ai thiếu tiền ông cho tiền, ai oan khuất thì ông giúp họ kêu oan.