1610年，艾儒略经印度果阿抵达澳门。在澳门的耶稣会学院，他一面教授数学，一面学习汉语。由于明朝政府对他入境的限制，他不得不寻找潜入中国国境的机会。1611年，他与史惟贞（van Spiere）尝试秘密进入中国国境，却被船家告发并被拘捕，在耶稣会交付了大笔赎金之后才被遣返回澳门。在这之后，他被耶稣会委任为见习导师。

（1613年——1624年）

艾儒略重新绘制的利玛窦的《万国全图》，艾儒略的名字题于左上角。艾儒略进入中国的确切时间无法确知，可以确定的是，1613年时他已经在中国内地活动了。他沿肇庆、韶州、南京一线北上到达北京。因其通晓希伯来语，1613年他被派往河南开封与当地的犹太人后裔接触，以求研究他们保存的经书，然而遭到拒绝。在北京，艾儒略结交了徐光启，并在不久后随辞职返乡的徐光启前往江南。在扬州他为马呈秀讲西学并施洗马成为基督徒。

1616年，南京爆发了南京教案，20位在华耶稣会士遭到严厉处罚，艾儒略至杭州的杨廷筠家避难，直到1618年形势渐渐好转，他就开始在杭州传教，接纳了杨廷筠、李之藻两位重要人物入教。此后，以杭州为传教中心，他的足迹踏遍了北京、陕西、山西、江苏、浙江各地。 在杭州时期，艾儒略开始用汉文出版著作。1623年，《万国全图》、《职方外纪》、《西学凡》及《张弥额尔遗迹》出版，前三部作品向中国人介绍了西方地理、耶稣会的教育制度。《职方外纪》一书的写作目的在于使人“溯流穷源、寻末求本”。此后一直到19世纪，该书在中国都被用作学习欧洲地理的教材。

（1624年——1637年）

按费赖之的记述，艾儒略早有入闽打算，但因为福建“风俗放逸、山道崎岖、语言难晓，因是未果”。

天启四年（1624年），明朝内阁首辅福建人叶向高退职归里，途经杭州，在杨廷筠寓所与艾儒略结识，便邀请艾儒略南下入闽传教。1624年12月29日，艾儒略与叶向高坐船到达福州，开始了在闽25年的传教生涯。

在福州，艾儒略以“天命之谓性”为主题，同时提出天主教的概念，与许多福建士大夫讨论天学，借此在士大夫阶层中传播天主教。参加讨论的当地名士有很多，何乔远、苏茂相、黄鸣乔、林欲楫、曾樱、蒋德璟等人都参与其中。费赖之称“儒略既至，彼(叶向高)乃介绍之于福州高官学者，誉其学识教理皆优，加之阁老叶向高为之吹拂，儒略不久遂传教城中，第一次与士大夫辩论后，受洗者25人，中有秀才数人。”在福州，艾儒略与叶向高论道析疑，写出了《三山论学纪》（“三山”为福州的别称）。叶向高的两个孙子、一个曾孙和一个孙媳都受洗入教。艾儒略非常重视与地方官员和士绅的关系，他和福建巡抚张肯堂、督学周之训都有交情，还认识曹学佺、曾异撰、孙昌裔、翁正春等要人。同时也注重在平民阶层中传播教义。1625年，叶向高长孙叶益蕃在福州宫巷为艾儒略建造了“三山堂”，即“福堂”。这是福州已知的第一座天主教堂。不过艾儒略的传教也引发当地反对天主教的上层文人和佛教徒的强烈不满与抵制，这些反对的声音在福建教案爆发后达到高潮。

福建的头十二年（直至福建教案爆发）是艾儒略在闽传教的黄金时期。在这期间，艾儒略走遍福建各地进行传教活动。到了崇祯八年(1635年)，福州城内教徒已达数百人，福州成为耶稣会在中国刻印出版汉文著作的中心之一。这一时期也是艾儒略出书最多的时期，总共出版了《性学觕述》、《三山论学纪》、《涤罪正规》、《悔罪要旨》、《耶稣圣体祷文》、《万物真原》、《扬淇园园先生事迹》、《弥撒祭义》、《利西泰先生行迹》、《几何要法》、《出像经解》、《天主降生言行纪略》、《天主降生引义》、《西方答问》、《圣梦歌》等十五种书，涉及神学、哲学、数学、医学、地理等诸方面知识，因而该时期也成为了西学东渐的一个重要时期。

（1637年—1639年）

崇祯十年（1637年）爆发了福建教案，成为艾儒略在华传教事业的转折点。在提刑按察司徐世荫与福州知府吴起龙张榜禁教并驱逐阳玛诺、艾儒略之后，艾儒略被迫四处藏匿，出版书籍的工作暂时中止，而三山堂也被官方查封。反天主教人士猛烈攻击耶稣会传教士“合儒诋佛”的思想，认为天主教于国家有害。艾儒略开始写信及拜访政府官员求助，阁老张瑞图即受艾儒略邀请，向福州知府关说。同时艾儒略又拜访好友曾樱，曾樱时任观察使，为福州知府的上司，他与艾儒略会面之后就立即去信福州知府要他妥善处理对耶稣会士的判决，并回访耶稣会士，以向社会暗示耶稣会与高层官员的联系。福建教案期间是艾儒略传教和出版事业的低潮，他在曾樱和蒋德璟的保护下，被迫躲藏于泉州府和兴化府，也曾前往漳州府。在泉州期间，他先后发现了四块古十字架以及景教碑，成为研究泉州历史和基督教传教史的重要材料。

（1639年——1649年）

1639年起，福建反天主教的气氛开始缓解，教会和教堂得到恢复，农历七月十四日，在教案之后艾儒略首次在福州教堂做公开的弥撒。1641年——1648年间，艾儒略任耶稣会中国南部教区副主教，管理南京、江西、湖南、四川、浙江、福建教务，共有教士15人。1643年北京情况危急，艾儒略在史可法邀请下经邵武、绥安北上，准备讨论在澳门筹备抗清之事，但史可法的军队才到浦口，清兵便已经进入北京。艾儒略只得折返福州。1645年，隆武帝于福州登基，赐匾予福堂。1646年10月，清军攻入福州，艾儒略逃至莆阳，后又避难于延平。艾儒略晚年严重营养不良，疾病缠身，依然坚持传教，直至1649年6月10日在延平去世。其灵柩被移往福州，葬于城外十字山。从教案结束到1649年去世这十一年间，因教务繁忙以及战争的缘故，艾儒略只出版了三种著作：1642年《四字经》、1644年《圣体要理》与1645年《五十言余》。

艾儒略神父原葬于福州北门外的十字山。1999年，因为房地产开发，土地发展商以莲花山墓园一隅辟作天主教公墓来与教会交换原有墓地的产权，艾儒略遗骨被火化后迁至新墓园。

艾儒略来华36年，被认为是自利玛窦以来耶稣会传教士中最精通汉语的一位。在中国传教期间，他出版了二十二种著作，涉及天文历法、地理、数学、神学、哲学、医学等诸多方面，是西学东渐中极为重要的历史人物。在传教过程中，还在泉州发现过古代景教文物，在开封曾拜访过犹太人后裔。

艾儒略通过哲学和宗教问题的谈话在文人学士中的传教，出版学术著作也是他重要的传教方式。他引用早期儒家思想，强调其与天主教的共同之处，借以吸引官员和文人接受基督教。同时他也积极在中国各地的平民阶层中奔走传教，继续耶稣会尊重中国人祭孔祭祖的传统，模仿中国传统的组织形式来组织教会，并尽可能以基督教方式来影响信徒所持的传统仪式。

他在中国的36年中有25年在福建活动。在闽期间，他到过福州、兴化、泉州、建州、福宁、延平、邵武、汀州、漳州等地传教，共建大堂22座，小堂不计其数，受洗礼的达万余人，教堂最为集中的是福州、泉州和兴化等地。

艾儒略的主要著作包括：《耶稣传》、《西方答问》、《性学粗述》、《职方外纪》、《乾舆图记》、《几何要法》，以及《熙朝崇正集》、《三山论学记》、《口铎日抄》等30余卷。

《万国全图》是一本世界地图册，与杨廷筠合作编写于1623年。

《职方外纪》五卷出版于1623年，此书是继利玛窦的《坤舆万国全图》之后详细介绍世界地理的文献，成为19世纪以前中国人学习欧洲地理的重要书籍。

《西学凡》，介绍了西方文化：文学、哲学、医学、民法、教规和神学，在该书中亚里斯多德和托马斯·阿奎那首次被介绍到中国。

《三山论学纪》是艾儒略与叶向高论道所得。

《弥撒祭义》、《天主降生言行记略》等书，全面介绍了天主教教义。

《性学觕述》阐释了天学与人学两个主要理念，介绍了基督教灵肉观。

《万物真原》主张“元气不能自分天地”，批判宋代理学，宣扬天主教。

艾儒略在福建的弟子李九标汇记了《口铎日抄》一书，记载了艾儒略在福建的宣道活动，成为研究艾儒略活动的重要资料。

此外，他的著作还有《张弥额尔遗迹》《涤罪正规》《悔罪要旨》《耶稣圣体祷文》《杨淇园先生事迹》《利西泰先生行迹》《几何要法》《出像经解》《天主降生言行纪略》《天主降生引义》《西方答问》《圣梦歌》《四字经》《圣体要里》《五十言余》等。