Podczas wakacji w latach 1866 i 1867 naszkicował ogólny schemat swego podstawowego dzieła z zakresu ascetyki pt. "Życie duchowe czyli doskonałość chrześcijańska". Doczekało się ono ośmiu wydań i przez dziesiątki lat służyło kapłanom, osobom zakonnym i świeckim jako lektura duchowa.

     Po powrocie do kraju był profesorem Seminarium Duchownego w Przemyślu, a następnie przez 22 lata na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, gdzie kierował katedrą historii Kościoła i prawa kanonicznego, a następnie przeniósł się na katedrę teologii pastoralnej. Dwukrotnie był dziekanem Wydziału Teologicznego UJ, a w roku akademickim 1882/83 - rektorem tej uczelni. Za jego rektorstwa i jego staraniem rozpoczęto budowę Collegium Novum. Od 1885 r. pełnił też ważne funkcje w Kurii Biskupiej.

     Zabłysnął jako kaznodzieja i mówca, ale także autor licznych dzieł historycznych i ascetycznych, wśród nich trzytomowe dzieło "Pius IX i jego pontyfikat". Ponadto prowadził Sodalicję Mariańską kapłanów, w 1911 r. zorganizował kongres mariański. Wiele starań włożył w założenie Hospicjum Polskiego dla księży odbywających studia w Rzymie. Udzielał się także społecznie, będąc m.in. prezesem Towarzystwa Oświaty Ludowej oraz Towarzystwa św. Łukasza.

     Zachęcony przez kard. Albina Dunajewskiego w 1894 r. założył Zgromadzenie Służebnic Najświętszego Serca Jezusowego (siostry sercanki), któremu - poza szerzeniem kultu Bożego Serca Zbawiciela, jako jedno z zadań wskazał opiekę nad służącymi i robotnicami. Sam będąc tercjarzem franciszkańskim, w 1908 r. uzyskał dla Zgromadzenia agregację do Zakonu Braci Mniejszych Konwentualnych. Pierwszą przełożoną sercanek była służebnica Boża m. Klara Szczęsna (1863-1916).

     Za życia bp. Pelczara zgromadzenie istniało w Galicji i Królestwie, a także we francuskiej Alzacji. Obecnie siostry sercanki liczą 550 członkiń pracujących w 72 wspólnotach. Ich Dom Generalny ma siedzibę w Krakowie. Siostry pracują też poza granicami kraju, m.in. w Libii i Boliwii. Od 25 lat sercanki prowadzą kuchnię papieżowi Janowi Pawłowi II, wykonują też prace kancelaryjne.

     Bp Pelczar zmarł 28 marca 1924 r. w Przemyślu. Papież Jan Paweł II beatyfikował go 2 czerwca 1991 r. w Rzeszowie. Kongregacja Spraw Kanonizacyjnych uznała 10 grudnia 2002 r. cud za jego wstawiennictwem, a Jan Paweł II podpisał 7 marca 2003 r. dekret o kanonizacji a 18 maja 2003 ogłosił go świętym.

     Józef Sebastan Pelczar był człowiekiem niezłomnej wiary. "Dzięki Bogu nie pozwoliłem sobie nigdy na najlżejsze nawet powątpiewanie przeciwko wierze" - napisał w swojej Autobiografii. Z wiary płynęła nadzieja na życie wieczne, dlatego w ostatniej chorobie powiedział: "Jeżeli wolą Bożą jest, aby ta choroba była ostatnią w moim życiu, gotów jestem na śmierć, na którą zresztą całe życie się gotowałem".

    "Motorami napędowymi" jego pobożności, postępowania i działalności, było pięć ideałów: Eucharystia, Najświętsze Serce Jezusa, Maria Niepokalana, Maria Królowa Polski oraz synowska wierność Stolicy Apostolskiej, w oparciu o które osiągnął szczyty doskonałości chrześcijańskiej.