清兵入关后，耶稣会教士有毕方济、瞿纱微等继续活动于南明宫廷，而北方教务，由汤若望等留居北京，随机应付，以免被清廷所禁绝。汤若望因而成为清初在华耶稣会教士中最负盛名者。汤若望，德国科隆人，1620年随法国传教士金尼阁来华，1622年抵达广州，随即到北京学习汉语，后被派往西安传教。1629年，徐光启主持修历，举荐龙华民、邓玉函参与其事。次年，邓玉函死于北京，经徐光启推荐，从开封、西安两地调罗雅谷、汤若望进京，参加《崇祯历书》的编辑工作。汤若望受命管理历局，制造天文仪器，推演算术，翻译西书。同时，他利用为太监讲解天文的机会，在宫中进行传教活动，领洗入教的有御马太监庞天寿等。1636年，汤若望奉旨督造战炮，两年中铸炮20门。为了替各省的天主教徒谋取合法地位，他在1638年奏请明思宗赐题“钦褒天学”四字，并制匾分送各地天主教堂悬挂。1640年，因再铸火炮而立功。两年后，奉旨将造炮技术传授兵仗局，并译述《火攻挈要》。1644年3月，李自成率领起义军进入北京，命汤若望留任钦天监。4月，清兵攻陷北京，汤若望随辅臣李建泰降清。
汤若望
清兵入驻京城后，下令城内居民三日内迁居城外。汤若望为保全历书书版、天文仪器、传教经典、历法书籍、供像礼器等，上疏摄政王多尔衮给予保护，获得特许。多尔衮下令保护其地，不准士兵滋扰。1644年6月，汤若望进呈预推8月朔日食分秒时刻及起复方位。7月，进呈所制浑天星球、地平日晷、窥远镜、舆地屏图等，并上书修订历法，进呈新编历书一册。8月，经观象台测验，汤若望的新法推算，密合天行，从此受到新王朝的信任，与龙华民一起奉命“依西洋新法”测验天象，改订历法。11月，汤若望掌管钦天监印信，历局并入钦天监。1645年，汤若望将徐光启主编的《崇祯历书》改订易名，以《西洋新法历书》进呈，顺治帝亲批“依西洋新法”，定名为《时宪历》，下令印造颁行天下。汤若望就任清朝钦天监第一任外国人监正，次年加太常寺少卿衔。1651年，顺治亲政，常召汤若望进宫咨询，呼其为“玛法”(满语：亲爱的神父)。8月，诰封为通议大夫，封其祖父与父为通奉大夫，祖母与母为二品夫人。1653年赐号“通玄教师”，以为褒奖。
汤若望身为耶稣会北京会长，随其政治地位的上升，北京的传教活动也逐步发展。1650年，顺治赐汤若望宣武门内原天主堂旁空地一块，重建新教堂。皇太后为修教堂赏赐银两，王公大臣相率捐助。1652年新教堂落成，顺治御笔亲题“钦崇天道”匾额。1654年又赐阜成门外利玛窦墓两旁土地为日后教会墓地，汤若望在其地建造圣母堂一座。1657年，顺治又亲笔题写“通玄佳境”，赐为宣武门教堂堂额，并有御制天主堂碑记，以示宠信。此后，汤若望先后获准邀请传教士约20人分批到各地公开传教。
汤若望等教士取得朝廷信任和执掌钦天监后，蓄意排斥“大统”、“回回”及“东局”三家历法，从而引起新旧历法之争。1657年，革职回回科官员吴明烜〔xuan选〕首先发难，两次上书言汤若望推算舛谬。经大臣测验，吴明烜所言多不符实，因而获罪。汤若望被授通政使司通政使，晋一品。次年皇帝复授汤若望光禄大夫，并恩赏其先世三代一品封典。1661年4月，汤若望70大寿，不少大臣赠诗相贺，顺治因潘尽孝之子为汤若望义孙，准入钦天监。在吴明烜疏劾汤若望时，徽州新安卫杨光先起而响应。1659年他写出《辟邪论》、《距西集》、《摘谬十论》等文，攻击天主教教义及西洋历法之谬误。1660年，他又上书礼部，控告新历封面刻印“依西洋新法”，是暗窃正朔之权以予西洋。疏上未准。1664年，杨光先继续论战。杨光先指出，“向盘踞京师者止若望四人，今则群聚数十尚不知避忌，今知秘其机缄，金多可役鬼神，汉人甘为线索，往来海上，暗通消息……况其教以谋夺人之国为主……其谋夺日本国也，有舶商之口可凭；其已夺吕宋国也，有故明礼部臣沈(氵隺)之参疏可据。如此狼子野心之凶人，又有火器刀甲之铦〔xian鲜〕猛，安可与之同中国哉？”(《阍辞疏》)这已经不是历法之争，而是政治上的激烈斗争了。
康熙即位之初，以鳌拜为代表的守旧势力辅政，与西方传教士不合。杨光先在1664年7月向礼部控告汤若望等潜谋造反，邪说惑众，历法谬误。他在《请诛邪教疏》中说：
……西洋人汤若望，本如德亚国谋反正法贼首耶稣遗孽，明季不奉彼国朝贡，私渡来京。邦臣徐光启贪其奇巧器物，不以海律禁逐，反荐之于朝，假以修历为名，阴行邪教。延至今日，逆谋渐张。历官李祖白，造《天学传概》妖书，谓东西万国，皆是邪教之子孙，来中华者如伏羲氏；“五经”、“四书”，尽是邪教之法语微言，岂非明背本国，明从他国乎？如此妖书，罪在不赦。主谋者汤若望，求序者利再可，作序者许之渐，传用者南敦伯、安景伯、潘尽孝、许谦。又布邪党于济南、淮安、扬州、镇江、江宁、苏州、常熟、上海、杭州、金华、兰溪、福州、建宁、延平、汀州、南昌、建昌、赣州、广州、桂林、重庆、保宁、武昌、西安、太原、绛州、开封，并京师三十堂。香山(山奥)〔ao奥〕盈万人，据为巢穴，接渡海上往来。若望借历法以藏身金门，窥视朝廷秘密。若非内外勾连，谋为不轨，何故布党立天主堂于京省要害之地，传妖书以惑天下之人？……种种逆谋，非一朝夕，若不速行翦除，实为养虎贻患。
8月，礼部提审73岁的汤若望，汤若望突患痿痹，不能答话。到10月，照谕旨将信教职官李祖白、潘尽孝等拘捕，南怀仁、利类思、安文思等锒铛入狱，汤若望监押礼部。两个月后，议处汤若望革职监候绞，移押刑部大狱，其他职官革职充军，各省教士也拘禁候处。杨光先又著《西法十谬》、《选择议》两书，并一再上书指责西方传教士，修历不辨吉凶，故清世祖幼子荣亲王出生三个月而殇亡，钦天监又对殡葬时刻选择不利，汤若望误用《洪范》五行，连累其母和顺治而死。礼、刑两部因此以弑逆罪议处汤若望以凌迟刑，李祖白等七人同罪议处，潘尽孝等五人俱斩立决。1665年3月，辅政大臣鳌拜召集大臣200余人共同定案，适逢北京连续地震五日，因请顺治生母太皇太后定处。太皇太后命令开释教士，各省拘禁教士送广东安插，在钦天监任职的30多名人员或革职，或流徙，历科李祖白、春官正宋可成、秋官正宋发、冬官正朱光显、中官正刘有泰等五名教徒处斩，信教大员如御史许之渐、臬台许缵〔zuan攒〕曾、抚台佟国器均被免职。汤若望免处，1666年7月病故于宣武门内天主教南堂。
钦天监教案期间，各省督抚也拘捕教士，1665年5月解京审办。山西金尼阁、陕西李方西、山东汪儒望、江西聂伯多、浙江聂度贞等均被拘押。各省解京教士共31人，其中耶稣会25人，多明我会四人，方济各会二人。不久，这些教士获释，25人被圈禁在广州耶稣会教堂内，不准传教。
杨光先宣称：“宁可使中夏无好历法，不可使中夏有西洋人。无好历法，如汉家不知合朔之法，日食多在晦日，而犹享四百年之国祚。有西洋人，吾惧其挥金以收拾我天下之人心，如厝〔cuo错〕火于积薪之下，而祸发之无日也。”(《日食天象验》)汤若望去职后，杨光先补为钦天监副，不久升为监正，将汤若望居住的南堂夺为私宅。监副一职则由吴明烜充任。可是，旧法乖疏已是不可掩饰的事实，他们所造1669年历差误不少。1668年，康熙命杨光先与南怀仁各据所学，同测正午日影，杨光先所测不验，而南怀仁推算不差分毫。后赴观象台实测星象，也是西法为准。对此，杨光先强辩说：“中国乃尧舜之历，安有去尧舜之圣君而采用天主教历？且中国以百刻推算，西历以九十六推算，若用西洋历，必至国祚短促，不利子孙。”但康熙仍以诬妄罪先后革除杨光先、吴明烜官职，重新起用南怀仁供职钦天监。1669年鳌拜集团被除后，南怀仁等上书陈冤，朝廷议处杨光先死刑，因年老免死，归里途经山东德州，病发而死。汤若望恢复原有职衔和通微教师称号(因避讳改“玄”为“微”)，李祖白等俱照原官恩恤，许之渐、潘尽孝等以原官复职。解送广州的传教士，在1670年12月奉命开释，通晓历法的闵明我、恩理格来京供职，其余送归各省本堂居住，康熙亲书“奉旨归堂”四字分谕教士。对于传教活动，除南怀仁等数人可照常自行传教外，其他各省为防止教民建立教堂、发展教徒，颁布告示，继续严格禁止传教活动。
南怀仁
康熙年间天主教的重振，得力于比利时教士南怀仁。南怀仁在1669年任钦天监监副，掌钦天监监务。1674年，制成观象台天文仪器六件：天体仪、赤道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、地平纬仪、纪限仪，并著《新制灵台仪象志》，绘图解说。同年，南怀仁升任钦天监监正，加太常寺少卿衔。1678年撰《康熙永年历法》，加通政使司通政使衔。自1674年至1676年，清廷为镇压三藩的叛乱，授命南怀仁督造西洋新式大炮，大小共120门。1680年，奉旨铸造战炮320门，次年完成，并著《神威图说》于1682年进呈，深受康熙赞赏，复加工部右侍郎衔。此后，传教士常常借工部侍郎亲属身分进入内地传教。南怀仁在1676年出任耶稣会中国传教会副会长后，积极要求耶稣会派教士来华，开展传教工作。正好法王路易十四为了对抗葡萄牙，扩张法国的势力，设法同中国、沙俄联络，特从法国耶稣会教士中选派白晋、张诚、李明、刘应、洪若翰来华。五人都精通天文、历算、地理等，与新成立的法国科学院有联系。白晋等在1688年携带天文仪器来到北京，经在钦天监供职的葡萄牙教士徐日昇引见，张诚、白晋奉旨留京效用，其他三人往各省传教。1689年，徐日昇、张诚奉旨参加《中俄尼布楚条约》谈判，任拉丁文翻译。1690年，白晋、张诚继徐日昇任宫廷教师，入宫为康熙讲授西学，并在宫中设立实验室。1693年，康熙在研究解剖学时忽患疟疾，张诚、白晋以所带金鸡纳霜进呈，使其恢复健康，康熙因此对传教士更有好感。前一年，多明我会教士在兰溪新建教堂被浙江巡抚所禁，徐日昇、张诚等上奏缕述传教士制造火炮、办理外交等功绩，要求解禁。是年，康熙颁布谕旨，许“将各处天主教堂俱照旧存留，凡进香供奉之人，仍许照常行走，不必禁止”。1697年，康熙命白晋出使法国，招聘博学的教士来华，在1699年同雷孝思、马若瑟、巴多明等10名法国教士来到中国。此后，又有蒋友仁、冯秉正、钱德明、宋君荣相继来华。1708年，康熙令白晋、杜德美、雷孝思、费隐等传教士赴全国各地测量绘制《皇舆全览图》，历时九年方告完成。在这些传教士倍受重用的同时，传教活动也有很大进展，在1664年至1701年不到40年的时间里，受洗教徒几乎增加了一倍。据1701年的统计，全国13行省共有传教士117人，教士住屋114处，大小教堂250处，教徒达30万人。
这一时期，基督教的另一派系东正教中的俄罗斯正教，也从我国东北地区逐步侵入内地。1665年，俄国武装人员侵占我国黑龙江左岸的雅克萨地区，俄国基廉斯克修道院长叶尔莫根在该地建基督复活教堂。1671年，他又在该地磨刀石山建仁慈救世主修道院。这是东正教进入中国的开端。1685年，清军收复雅克萨，东正教修士马克西姆·列昂节夫随同部分战俘来到北京，驻在城东北角胡家圈胡同。为照顾战俘的宗教生活，清政府将该胡同内一座关帝庙改建为东正教堂，命名为圣索菲亚教堂，因堂内挂有一幅尼古拉圣像，故又称尼古拉教堂，俗称罗刹庙，也称俄罗斯北馆。1700年，沙皇彼得一世发出派遣俄罗斯正教驻北京传教士手谕。1715年，第一个传教士团随俄国商队进驻罗刹庙，自称北京东正教总会。1727年《中俄恰克图界约》签订后，传教士团变为常设机构，代行官方外交职能，并在北京东交民巷再建奉献节教堂，又称俄罗斯南馆。至1860年，沙俄共向中国派遣13批传教士，共计155人。自1807年起，沙俄外交部向每批传教士团都委派监护官。据1780年俄罗斯正教最高宗教会议的指示和1818年沙俄政府的训令，传教士团的任务主要是办理中俄外交事务和收集情报资料。因此，他们对传教的兴趣不大，至1860年，在中国有记载的东正教教徒人数只有200名左右。但在逼迫清政府签订不平等的《中俄瑷珲条约》和《中俄北京条约》时，他们却为沙俄政府起了重要的参谋作用。1860年以后，驻北京传教士团由过去沙俄政府直接委派，改为俄罗斯正教最高宗教会议派遣，其外交职能转归俄国驻华外交公使。此后，他们才开始利用不平等条约所攫取的权利，大规模向内地传教。