後來法融住牛頭山佛窟寺，該寺藏有豐富的圖書資料七藏，既有佛經、道書和佛教文史，又有世俗經史、醫方和圖符，這些圖書是劉宋初年富豪劉司空修建寺院時收藏，作為永鎮山寺之用。法融得到藏經管理者的許可後往來寺中閱藏抄經，達八年之久。他遍覽群籍，作筆記，錄精要，掌握了豐富的資料。後法融於貞觀十七年（643）至幽棲寺北岩石室專修禪定，日夜參究。據說當法融獨自居住牛頭山修習禪定的時候，已經得到忘去機心，忘去物我的境界，百鳥都銜花來供養他，由此而達到融會貫通的境地。數年之間，歸仰他的息心之士與其同住者，達百餘人。從此之後，法融開講各類經典，先於貞觀二十一年（647），在本寺講《法華經》開權顯實、會三歸一之旨，又出幽棲寺講《大集經》。永徽三年（652），法融應邀到金陵建初寺講《大品般若》，聽眾二千人。後江寧縣令又再三請他講《大集經》。由於他曾在佛窟寺博覽群籍，內外兼通，因此他講經時吐言包富，文藻綺錯，須便引用，道俗動欣，聽經的人達三千之眾。
顯慶元年（656），司功肖元善請法融出山住建初寺，他推辭不掉，於是就把法位傳給了入室的上首弟子智岩禪師，把法印付囑給了他。下山時，對大眾說：“從今一去，再踐無期。離合之道，此常規耳。”第二年正月二十三，法融無疾而終，時年六十四歲，下葬於雞籠山中。
法融的著作，道宣沒有記載，隻說看了他的作品，覺得其特征是一個“融”字，融合之融，所以他說：“融實斯融。”法融的“融”，實際上是圓融之“融”。天台的佛窟遺則曾集其文為三卷，已佚。宗密記載法融作《絕觀論》，永明《宗鏡錄》中曾引述，近代敦煌發現一些《絕觀論》的本子，被認為是法融的作品，另有一篇《心銘》，也被認為是法融所作。
法融禪教並重，定慧雙修。其禪法的基礎是般若學的性空假有論，法融把這種性空稱之為虛空，虛空為佛法的根本宗旨，這個空是從色法到心法的一世皆空，所存者隻是假名，連空本身也是空的。在佛性論上，法融主張眾生本來是佛，“菩提本有”（《心銘》）。眾生之所以是眾生，隻是不能照見自性，煩惱覆障自性。當然，這是一般的分析，從本質上講，心體空寂，無佛無眾生，“非清非濁，非淺非深”。法融不隻認為有情有佛性，無情也有佛性，他講道無所不遍，草木之類，也本來合道。在此之前，吉藏也表達過這個看法，後來湛然也有一色一香無非中道之語，也講無情有佛性。
眾生如何成佛？法融提出了眾生自有靈知觀照的看法：“靈知自照，萬法歸如”。引申下去就是一種無修論。這一觀點也是後來禪宗諸禪常說的，即通常所講的一種本覺論。
關於法融以後的傳承世係，經過多種不同的說法，到宗密記載後，形成法融、智岩、惠方、法持、智威和慧忠的六祖定說。這些人多是江寧和潤州丹陽人，所持的基本觀點和法融大致相似，歸入一係是有一定依據的。即使他們之間並無師承關係，法融牛頭禪的存在是無可懷疑的。雖然牛頭禪隻有六傳而終止，但在一定的曆史時期內，盛極一時，產生了很大的影響，法融的禪法與後來的慧能禪法也有許多相通之處。
觀是何人，心是何物
日夜落在清靜中者，正自忙得不亦樂乎，鬧得非凡，哪裏是真宴息之處？真宴息處，不在於清靜與熱鬧中啊！
——《禪話》
牛頭禪的興起，在曆史上各說不一。有說法融的牛頭禪，曾得到四祖道信的印可，這在《傳燈錄》中記載的很詳細。又有說道信曾對法融說他的禪法已傳五祖弘忍，按照隻傳一人的傳統，不能再傳，於是就要法融別立門戶，所以法融才創立牛頭禪。關於法融和道信的關係，正統禪史認為法融為道信的旁出弟子，為東山弘忍的同門學。
傳說四祖弘揚禪法期間，向大師求法的學者、僧侶如雲，大師隨機度化，為四眾弟子解諸迷津，無有疲厭。一天告訴大眾說：“我在武德中遊廬山，登絕頂時，望向破頭山，見到紫雲如蓋，下有白氣，向橫分成六道，你們知道代表了什麼嗎？”大眾皆默然，唯獨弘忍說道：“難道是和尚日後會旁生一支法脈嗎？”四祖說：“對。”四祖知道因緣到了，便親自尋訪。
四祖到了山中的寺廟，朗聲問：“這山裏有修道的人嗎？”有位和尚回答他：“我們出家人哪個不是修道的人？”四祖說：“啊？那你說哪個是修道的人？”這個和尚再不敢說話了，旁邊一位和尚說：“在後山有個和尚，一天到晚隻管打坐，見到人也不起來，也不合掌，我們叫他懶融，莫非這個人就是您所說的修道人？”
四祖費了好大的工夫，才找到懶融。此時法融在牛頭山一心修行，見人不理不睬，所以人稱懶融。懶融把四祖當做一般人物，和往常一樣，不理不睬，仍舊沉浸在修行中。
四祖也不覺奇怪，就問他：“你在這裏幹什麼呢？”
法融答道：“觀心！”
道信大師又問道：“觀是何人？心是何物？”