元祐初，拜刑部尚书，迁吏部兼侍读。奏："国朝典章，沿袭唐旧，乞诏史官采《新》、《旧唐书》中君臣所行，日进数事，以备圣览。"遂诏经筵官遇非讲读日，进汉、唐故事二条。颂每进可为规戒、有补时事者，必述己意，反复言之。又谓："人主聪明，不可有所向，有则偏，偏则为患大矣。今守成之际，应之以无心，则无不治。"每进读至弭兵息民，必援引古今，以动人主之意。
既又请别制浑仪，因命颂提举。颂既邃于律历，以吏部令史韩公廉晓算术，有巧思，奏用之。授以古法，为台三层，上设浑仪，中设浑象，下设司辰，贯以一机，激水转轮，不假人力。时至刻临，则司辰出告。星辰緾度所次，占候则验，不差晷刻，昼夜晦明，皆可推见，前此未有也。
颂前后掌四选五年，每选人改官，吏求垢瑕，故为稽滞。颂敕吏曰：某官缘某事当会某处，仍引合用条格，具委无漏落状同上。自是吏不得逞。每诉者至，必取按牍使自省阅，诉者服，乃退；其不服，颂必往复诘难，度可行行之，苟有疑，则为奏请，或建白都堂。故选官多感德，其不得所欲者，亦心服而去。
迁翰林学士承旨。五年，擢尚书左丞。尝行枢密事。边帅遣种朴入奏："得谍言，阿里骨已死，国人未知所立。契丹官赵纯忠者，谨信可任，愿乘其未定，以劲兵数千，拥纯忠入其国立之。"众议如其请。颂曰："事未可知，其越境立君，使彼拒而不纳，得无损威重乎？徐观其变，俟其定而抚辑之，未晚也。"已而阿里骨果无恙。
七年，拜右仆射兼中书门下侍郎。颂为相，务在奉行故事，使百官守法遵职。量能授任，杜绝侥幸之原，深戒疆场之臣邀功生事。论议有未安者，毅然力争之。贾易除知苏州，颂言："易在御史名敢言，既为监司矣，今因赦令，反下迁为州，不可。"争论未决。谏官杨畏、来之邵谓稽留诏命，颂遂上章辞位，罢为观文殿大学士、集禧观使，继出知扬州。徒河南，辞不行，告老，以中太一宫使居京口。绍圣四年，拜太子少师致仕。
方颂执政时，见哲宗年幼，诸臣太纷纭，常曰："君长，谁任其咎耶？"每大臣奏事，但取决于宣仁后，哲宗有言，或无对者。惟颂奏宣仁后，必再禀哲宗；有宣谕，必告诸臣以听圣语。及贬元祐故臣，御史周秩劾颂。哲宗曰："颂知君臣之义，无轻议此老。"徽宗立，进太子太保，爵累赵郡公。建中靖国元年夏至，自草遗表，明日卒，年八十二。诏辍视朝二日，赠司空。
颂器局闳远，不与人校短长，以礼法自持。虽贵，奉养如寒士。自书契以来，经史、九流、百家之说，至于图纬、律吕、星官、算法、山经、本草，无所不通。尤明典故，喜为人言，亹亹不绝。朝廷有所制作，必就而正焉。
尝议学校，欲博士分经；课试诸生，以行艺为升俊之路。议贡举，欲先行实而后文艺，去封弥、誊录之法，使有司参考其素，行之自州县始，庶几复乡贡里选之遣范。论者韪之。
论曰：大防重厚，挚骨鲠，颂有德量。三人者，皆相于母后垂帘听政之秋，而能使元祐之治，比隆嘉祐，其功岂易致哉！大防疏宋家法八事，言非溢美，是为万世矜式。挚正邪之辨甚严，终以直道愠于群小，遂与大防并死于贬，士论冤之。颂独岿然高年，未尝为奸邪所污，世称其明哲保身。然观其论知州张仲宣受金事，犯颜辨其情罪重轻，又陈刑不上大夫之义，卒免仲宣于黥。自是宋世命官犯赃抵死者，例不加刑，岂非所为多雅德君子之事，造物者自有以相之欤？