Ông liền về mở trường dạy học ở trại Hào Nam, huyện Quảng Đức (hiện là khu vực làng Thịnh Hào, Hào Nam, thuộc phường Ô Chợ Dừa, quận Đống Đa, Hà Nội). Học trò đông hàng nghìn người, nhiều người đỗ đạt làm quan trong triều.
Theo sách “Từ Kinh đô đến Thủ đô”, trường học của ông ở Hào Nam liền ngay hồ Bảy Mẫu. Mỗi khi đến ngày giảng tập, nhà học không đủ chứa hết, học trò phải mượn thuyền nan cập vào bên hồ nghe giảng.
Học trò trường ông thành đạt đến hơn bảy mươi người. Ông cùng với tiến sĩ Nguyễn Đình Trụ (người làng khoa bảng Nguyệt Áng, huyện Thanh Trì) đều là bậc sư phạm cho kẻ học giả. Trường Hào Nam đã trở thành một trường tư có tiếng của đất Thăng Long lúc bấy giờ.
Học trò của ông làm quan nhiều đến nỗi, một lần nhà có giỗ, các học trò làm quan tại triều đều về họp ở nhà ông. Chợt khi ấy, Trịnh phủ đòi các quan vào hầu, mà không có một người nào chực hầu cả. Chúa hỏi kẻ lại phòng mới thưa thực là các quan về lễ giỗ nhà ông thầy ở Hào Nam. Chúa cũng cho đợi đến hôm sau, xong việc mới triệu các quan vào hầu.
Không chỉ đào tạo cho đất nước nhiều nhân tài, Vũ Thạnh còn trực tiếp dạy dỗ em và con trai thành đạt. Khoa thi Nhâm Thìn, niên hiệu Vĩnh Thịnh 8 (1712), em trai ông là Vũ Huyên và con trai Vũ Huy đều đỗ Đệ tam giáp Đồng tiến sĩ xuất thân. Bởi vậy, dân gian còn lưu truyền câu ca: “Đồng triều tam tiến sĩ/Nhất nhật lưỡng vinh quy” - nghĩa là: Cùng trong một triều vua mà gia đình có ba người đỗ tiến sĩ/ Một ngày, trong họ có tới hai lần vinh quy.
Người thầy mẫu mực
Sử sách chép lại rằng, Vũ Thạnh là người ưa thực nghiệp, ghét hư văn, ra sức cải cách văn phong; nghe tiếng hàng nghìn học trò xa gần đến thụ nghiệp.
Thầy giáo Vũ Thạnh đã đưa ra nội dung giảng dạy rộng nhưng thiết thực, cho học trò nắm được nguồn gốc sâu xa của kinh điển nhưng vẫn chú trọng học tập những điều có thể áp dụng ngay trong thực tế. Cách dạy học nghiêm túc, đổi mới hướng đến cải cách thực trạng giáo dục khoa cử đương thời của ông đã “thấm nhuần vào óc tư duy, sáng tạo của người học”.
Số học sinh theo học Vũ Thạnh rất đông và thành danh ở nhiều lĩnh vực, có nhiều người đỗ tiến sĩ (văn) và tiến sĩ võ (Tạo sĩ), nhiều người ra làm quan nhưng cũng nhiều người theo gương thầy mở trường dạy học. Trong đó, có 70 học trò dự triều ban, 500 người làm quan, một nghìn người được truyền thụ Cửu kinh đến chỗ tinh vi. Hơn 20 người mở trường dạy học ở các nơi. Hơn 20 người khoác binh nhung làm tướng. Mấy trăm người còn đang học ở trường võ.
Nối tiếp Vũ Thạnh sau này còn có Nguyễn Tông Quai, Lê Quý Đôn mở trường dạy nhiều học trò thành đạt là những minh chứng sống động của mô hình giáo dục cộng đồng ở nước ta trong thời trung đại.
Vũ Thạnh đã để lại cho hậu thế sự nghiệp văn chương khá đồ sộ với 22 bài thơ được chép trong “Toàn Việt thi lục”, nhiều văn bia do chính Vũ Thạnh soạn và nhuận rải rác nằm ở Hà Nội, Bắc Ninh, Hưng Yên, Bắc Giang, Hải Dương, Vĩnh Phúc, Ninh Bình, Thanh Hóa.
Sinh thời, Vũ Thạnh đã vận động cải cách văn thể, chấn chỉnh khoa cử và học thuật theo hướng đề cao tri thức thực tiễn. Sau này, sử gia Phan Huy Chú nhận xét: “Trung hưng về sau, văn chương theo lối tầm chương trích cú nên trở thành ti lậu. Văn ông (Vũ Thạnh) làm ra có tính thanh thoát, đổi lối trần hủ ra thanh tân mà người đương thời đua nhau học theo. Từ đây văn thể được đổi mới”.
Thám hoa Vũ Thạnh mất tại làng Hào Nam, thi hài được an táng ở xã Quang Liệt (nay là xã Thanh Liệt, huyện Thanh Trì), danh tiếng vẫn còn truyền mấy đời sau. Hành khách đi ngoài quan lộ qua làng thường trỏ bảo rằng: “Kia là làng cũ quan Võ (Vũ) Thám hoa đấy!”.
Ghi nhớ tài năng và đức độ của ông, tháng 1/2002, HĐND thành phố Hà Nội quyết định đặt tên con phố từ Hào Nam sang Giảng Võ là Vũ Thạnh.
Trong Hội thảo khoa học “Thám hoa Vũ Thạnh - con người và sự nghiệp” diễn ra tại Văn Miếu – Quốc Tử Giám vào tháng 12/2018, các nhà khoa học thống nhất nhận định: “Thám hoa Vũ Thạnh là người thầy mẫu mực, tiêu biểu về tri thức, đạo đức, tấm gương về hiếu nghĩa, hiếu học.
Người luôn thể hiện trong suốt cuộc đời mình tinh thần hết lòng phụng sự xã hội và đã có công lao to lớn đào tạo cho đất nước nhiều bậc hiền tài. Tên tuổi của ông đã làm rạng danh dòng họ Vũ, góp phần bồi đắp truyền thống hiếu học và nuôi dưỡng tinh thần đó cho hậu thế”.