1529年，克兰麦有机会见到英王亨利八世。当时亨利已将与王后凯瑟琳离婚案件上诉教皇，但教皇迟迟不予批准。克兰麦提出国王自身有权加以解决，毋须乞求教皇的同意，亨利八世予以采纳，并令克兰麦摈除其它事务，专门为他撰写宣传文章进行辩护。论文写成后，在牛津和剑桥大学宣读，获得赞同。1530年，亨利八世命他出使罗马，1532年又命他出任驻德国大使，要他与路德派诸侯建立联系。他在纽伦堡与倾向路德派的神父安瑞斯·欧西安德相识，经常一起讨论宗教问题。克兰麦深受启发，思想更加倾向改革。他还不顾教会要求教士独身的约束,同欧西安德的侄女玛格丽特秘密结婚。-

此时，英国宗教改革运动已经自上而下地展开。执政的托马斯·克伦威尔正积极筹划与罗马教廷决裂。克兰麦从德国调回后，于1533年3月受任为坎特伯雷大主教。这一职务在英国同罗马教廷断绝关系后，成为英国教会中最高的神职。克兰麦在这个职位上历经亨利八世和爱德华六世两朝，前后达20年之久。他批准亨利八世与凯瑟琳离婚和与安娜·波琳结婚，参与推进英国宗教改革运动；并以其精深的神学理论为基础，参照新教各派的要义，发表了一系列改革教会的主张和著述，为英国宗教改革提供了理论基础。

克兰麦主张基督徒的宗教信仰应以圣经为依据，教会使用基督徒所不懂的拉丁文圣经是违背基督原意的，英国的基督徒应该有英文圣经。为此，克兰麦在托马斯·克伦威尔密切合作下，经过几年的努力，以丁达尔和考维达尔所译的两种英文圣经为底本，经过修改，于1538年以亨利八世的名义出版，称作“大圣经”，通令全国教堂使用。此后，人们可以依照自己的认识去理解圣经，从而解放了思想，使宗教改革深入人心。

克兰麦认为教皇无权统治英国的教会。因为在早期基督教时期，罗马教皇仅仅是罗马教区的主教，是许多分散在各地的主教中的一员。这些主教都享有“父亲”（教皇pope一词，源于希腊文pappas，拉丁文papa，原意为父亲）的称号，都秉承基督的意愿在各地传教。认为罗马主教作为圣徒彼得的继承人，独享教皇的称号，凌驾于各主教之上，有权统治各国教会的说法，纯属为教皇擅权作辩护的谎言，所以教皇无权统治英国教会。根据圣经,英国君主才是英国教会的最高首领。英国君主是上帝在地上的代理人，是基督在地上的代表，他统治英国和英国教会的权力是上帝授予的，教皇无权提出异议。

克兰麦反对天主教的化体说。化体说宣扬，在圣餐礼时，尽管基督徒所领的酒和面饼在形式上没有改变，但举行仪式后，基督的血化作酒，基督的肉化作面饼。他对这一说法详加批驳：假如此说真能成立，那么教皇规定俗人只能领取面饼而无权领酒，就是说使参加圣餐礼的俗人只领取到一半圣餐，因之不能得救。假如此说真能成立，那么基督就应有两个躯体，一个在天堂拯救信徒，一个在地上化作圣餐，这违背了圣经。假如此说真能成立，基督的躯体必须是无限之大或无限之多，才能化作所有基督徒所领的圣餐，这也是荒谬的说法。克兰麦认为：基督只有一个躯体，而且具有人体的形状和大小。领取圣餐时，基督的精神注入了人的躯体和心灵。人只要信仰基督，基督的精神就和他永不分离。但基督的精神不能注入邪恶之人的躯体和心灵，因为基督不能处于魔鬼所在的地方。换言之，他认为圣餐并非基督的血肉化成，举行圣餐礼是对基督的追念。只要信仰基督，就能得救。

克兰麦反对设立祭坛、崇拜偶像和巡礼圣地。他认为除上帝之外，圣母、圣徒都不在崇拜之列。他主张教士结婚，并且身体力行。他更主张用英语做礼拜。他所有的宗教主张都分别反映在他所修改和拟定的文件中，如《十信条》、《连祷文》、《主教书》、《布道书》、《第一祈祷书》、《第二祈祷书》和《四十二信条》等。他愈到晚年，所拟定的文件就愈接近新教。这些文件发布各地，推动了英国的宗教改革，产生了深远的影响。其中如情文并茂的《连祷文》不仅流行一时,而且沿用至今。他也曾试图修改英国教会的教规，已拟出草稿，但因玛丽女王复辟了天主教，失去了实行的机会。克兰麦在20年中，竭诚擘划，奋力著述，为英国国教奠定了基础，为英国宗教改革作出了贡献。

1553年都铎玛丽女王即位后，把克兰麦投入监狱。女王对克兰麦怀有宿怨。他曾宣布女王之母凯瑟琳与亨利八世的婚姻无效。在玛丽登位之前，他曾在拥立只登位九天便被玛丽推翻的女王珍·葛雷的文件上签过名（虽然是被迫签署的）。但是玛丽此时要处治他，却主要出于宗教问题的考虑。

玛丽女王自即位之日起，就下定决心恢复天主教。她打算利用克兰麦在英国教会方面的地位和影响，强迫他放弃自己的宗教信仰，公开悔过，然后再处以火刑，以达到打击新教的目的。因此，在被监禁的两年多时间里，他遭到严酷的审讯，并在1555年10月被押到火刑场亲眼目睹他的战友拉替麦和里德利受火刑的惨状。坚深的信仰使他在刑讯面前据理力争，捍卫自己的观点，但他在政治方面所持的信条却成了致命的弱点。他一贯主张凡属国王或议会所发布的决定，一切臣民必须遵守。在长期囚禁和威逼利诱的处境下，年迈体衰的克兰麦终于服从了女王复辟旧教的决定，写下了放弃原来信仰的悔过书。

但克兰麦的宗教信仰是在几十年里形成的，他深信他的宗教信仰符合基督的教义。现在，是服从女王的信仰，还是服从基督的教义?这两个问题在他交出悔过书之后，重新摆在他的面前。经过许多天的思想斗争，1556年3月21日，他在火刑场上慷慨陈辞：“不管是上天接纳我，还是地狱吞噬我，今天,我要当众表明我真心的信仰！”他重申反对教皇，反对化体说，反对教皇反基督的教义；并说，我的右手写过放弃我真心信仰的悔过书，因此它将先受惩罚。他将右手伸向烈火，一动也不动地把它烧毁，然后身受火刑死去。玛丽女王和复辟教会原来指望利用克兰麦临终前的悔过词来打击新教，却不料他不但对自己的悔过加以否认，而且为新教主张重做宣传。克兰麦临刑前辞世之句是：我主耶稣，请接收我的灵魂……我看见天堂之门已开，而耶稣正站在上帝的右边

在克兰麦死后，玛丽政府立即印刷发行了他六次皈依天主教的演讲小册子，而对他死前又重返新教的事情只字未提。然而克兰麦的重归新教信仰已经尽人皆知，所以小册子的宣传效果微乎其微。同样的情况也发生在新教徒身上，由于克兰麦曾回归天主教，让他们很难利用克兰麦的死去宣传，他们只能出版克兰麦著作的各种版本。最终克兰麦的名字被记录在了约翰 福克斯的《法案纪念碑》一书中。

克兰麦的妻小1539年就被流放欧洲大陆，他们回到英格兰之后不久爱德华六世即位，克兰麦公开承认了他有妻小的事实。他的女儿大约生于1530年，他的儿子可能是在爱德华在位期间所生。玛丽即位之后，克兰麦的老婆，女儿逃到了德国，儿子交给自己的兄弟埃德蒙 克兰麦托养，之后也逃到了欧洲大陆。玛格丽特 克兰麦后来嫁给了她父亲最喜欢的出版商爱德华 惠特彻奇，他们在玛丽死后回到了英格兰，1570年玛格丽特过世。克兰麦的两个孩子的死都没有什么记录，此后克兰麦一族就绝嗣了。

伊丽莎白一世登基后，她恢复了英国国教会制度。她重新启用1552年克兰麦编写的祈祷书（未使用黑专栏）。1563年的评议会上决议宗教书第四十二章不再适用，于是大多数的流放者回到英格兰继续他们在教会的工作。伊丽莎白一世时期的坎特伯雷大主教埃德蒙德 格林纳德说克兰麦是个光辉的榜样，值得学习和发扬。

克兰麦一生最关心的就是如何保证王权至上以及如何传播自己宗教改革的理念。不过他最为人称道的是他的文学素养，他的散文帮助英格兰语言进步而他所著的共同祈祷书则很大范围的影响了英语母语国家的人。他的书引导了安利甘宗400年。天主教传记作家经常吧克兰麦描绘成一个无原则的机会主义者，墙头草，皇室暴政的工具。那些新教的传记作家也时常会忽略克兰麦曾背弃自己信仰的事实。不过双方都同意克兰麦是个学者，他的一生既有坚强也有脆弱，是一个值得赞赏的改革者。安利甘教会以3月21日作为他的纪念日来纪念这位改革烈士。