ชาญชัย ลิขิตจิตถะ เข้ารับตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงยุติธรรมในรัฐบาลพล.อ.สุรยุทธ์ จุลานนท์ เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม 2549[11] และได้ยื่นบัญชีทรัพย์สินต่อคณะกรรมการป้องกันและปราบปรามการทุจริตแห่งชาติ พร้อมทั้ง นางเพ็ญศรี ลิขิตจิตถะ ภรรยาของ ชาญชัย ลิขิตจิตถะในวันที่ 9 ตุลาคม มีทรัพย์สินมากกว่า (น้อยกว่า) หนี้สิน 4,385,488.76 บาท ส่วนของนางเพ็ญศรีมีทรัพย์สิน 3,977,758.27 บาท[12]

ชาญชัยเข้ารับตำแหน่งเมื่อวันที่ 10 ตุลาคม พ.ศ. 2549 ได้มอบนโยบายว่า งานอันดับแรกที่จะเข้ามาสานต่อนโยบายเดิม คือ การเดินหน้าปราบปรามยาเสพติด ที่ผ่านมาเคยเป็นนโยบายที่เข้มงวดการกวาดล้างอย่างหนัก แต่ในระยะหลังเบาบางลงไป เพื่อปราบปรามยาเสพติดให้หมดไป รวมถึงการแก้ไขฟื้นฟูผู้กระทำผิดให้กลับตัวเป็นคนดีในสังคม ตามด้วยมาตรการคุ้มครองสิทธิเสรีภาพให้กับประชาชนในทุกภูมิภาค สำหรับปัญหาการอำนวยความยุติธรรมใน 3 จังหวัดชายแดนภาคใต้ ถือเป็นปัญหาใหญ่ที่รัฐบาลทุกชุดพยายามแก้ไข เพื่อให้บ้านเมืองสงบสุข บทบาทของกระทรวงยุติธรรมต้องทำให้ประชาชนได้รับความยุติธรรมอย่างเสมอภาค ในกรณีที่ประชาชนไม่ได้รับความยุติธรรมจากเจ้าหน้าที่รัฐ จะเข้าไปจัดการให้เกิดความยุติธรรม ผู้ต้องหาคนใดไม่มีทนายจะจัดหาทนายความให้ ในส่วนของประชาชนที่ให้ข้อมูลข่าวสารอันเป็นประโยชน์ จะได้รับการคุ้มครองดูแลให้ปลอดภัย และชาญชัยยังได้เน้นย้ำในการดำเนินงานกองทุนยุติธรรม เพื่อความยุติธรรมโดยเสมอภาค[13]

วันที่ 24 มกราคม พ.ศ. 2550 ชาญชัยได้สั่งการให้กรมสอบสวนคดีพิเศษ จัดชุดปฏิบัติการ เข้าร่วมสอบสวนคลี่คลายคดีลอบวางระเบิดตามคำสั่งของนายกรัฐมนตรี โดยให้เข้าไปทำงานสนับสนุนตำรวจและหาข้อเท็จจริง ภายหลังจากที่เกิดเหตุการณ์วางระเบิดกรุงเทพมหานครและนนทบุรีในวันส่งท้ายปีเก่า(31 ธันวาคม 2549)[14]

ชาญชัยลงนามในคำสั่งย้าย พล.ต.อ.สมบัติ อมรวิวัฒน์ อธิบดีกรมสอบสวนคดีพิเศษ (ดีเอสไอ) ในขณะนั้น ไปช่วยราชการที่กระทรวงยุติธรรม และแต่งตั้งให้นายสุนัย มโนมัยอุดม ผู้พิพากษาหัวหน้าคณะในศาลอุทธรณ์ในขณะนั้นมาดำรงตำแหน่งแทน ชาญชัยให้เหตุผลว่าเขาไม่ต้องการให้ดีเอสไอเป็นกรมตำรวจย่อยๆ อีกกรมหนึ่ง เขาต้องการให้ดีเอสไอเป็นหน่วยสอบสวนพิเศษเหมือนเอฟบีไอของสหรัฐ โดยต้องการให้เป็นหน่วยงานที่คานกับตำรวจ ไม่ใช่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งคนที่ยืมตัวมาจาก สตช.ก็อยากคืนกลับไป[15] วันที่ 23 เมษายน พ.ศ. 2550 ได้ลงนามคำสั่งโยกย้ายสับเปลี่ยนตำแหน่งข้าราชการกระทรวงยุติธรรม ระดับ 9 จำนวน 2 ตำแหน่ง โดยให้ปรับเปลี่ยน พ.ต.อ.ทวี สอดส่อง รองอธิบดีกรมสอบสวนคดีพิเศษ ไปเป็นรองเลขาธิการสำนักงานป้องกันและปราบปรามยาเสพติด (ป.ป.ส.) และให้ นายภิญโญ ทองชัย รองเลขาฯ ป.ป.ส.มาเป็นรองอธิบดีกรมสอบสวนคดีพิเศษแทน โดยมีผลในวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2550[16] สำหรับสาเหตุที่ต้องย้าย พล.ต.อ.สมบัติ ก็เพื่อให้การสอบสวนคดีอุ้มนายสมชาย นีละไพจิตร ประธานชมรมนักกฎหมายมุสลิม มีความคืบหน้า และเพื่อไม่ให้ดีเอสไอตกเป็นจำเลยของสังคมต่อไป

ชาญชัยออกมาเปิดเผยถึงความคืบหน้าในการสอบสวนคดีการหายตัวของ นายสมชาย นีละไพจิตร ประธานชมรมนักกฎหมายมุสลิม ซึ่งอยู่ในความรับผิดชอบของกรมสอบสวนคดีพิเศษ (ดีเอสไอ) ว่าจนถึงขณะนี้ยังหาพยานหลักฐานไม่ได้ว่า หลังจากนายสมชายถูกคนร้ายนำตัวขึ้นรถและขับออกจากย่านรามคำแหงแล้ว นายสมชายอยู่กับคนร้ายตลอดเวลาหรือไม่ แต่หลักฐานจากพยานแวดล้อมระบุว่า นายสมชายน่าจะเสียชีวิตแล้ว โดยจุดต้องสงสัยแห่งสุดท้าย ที่พบตัวนายสมชายคือพื้นที่จ.ราชบุรี ซึ่งดีเอสไอเตรียมที่จะนำกำลังลงพื้นที่ เพื่อค้นหาชิ้นส่วนศพของนายสมชาย ซึ่งอาจจะยังหลงเหลืออยู่[17][18]

วันที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2550 นายชาญชัย ลิขิตจิตถะ เสนอรายงานการแก้ไขปัญหาทุจริตคอร์รัปชั่นให้คณะรัฐมนตรีทราบ โดยมีรายงานผลการแก้ไขปัญหาทุจริตคอร์รัปชั่น จาก 15 กระทรวง ซึ่งยังมีส่วนราชการที่ยังไม่รายงานผลการดำเนินงานคือ กระทรวงการต่างประเทศ กระทรวงศึกษาธิการ กระทรวงวัฒนธรรม กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ทั้งนี้ นายชาญชัย ยังแจ้งให้รัฐมนตรีที่ดูแลหน่วยงานในสังกัดว่า ให้ทุกส่วนราชการ ส่งแบบรายงานผลการแก้ไขปัญหาทุจริตคอร์รัปชั่นให้กระทรวงยุติธรรมรับทราบ ตามเวลาดังนี้ ครั้งที่ 1 ข้อมูลตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม-30 มิถุนายน ให้รายงานผลก่อนวันที่ 15 กรกฎาคม ของทุกปี ครั้งที่ 2 ข้อมูลตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม - 31 ธันวาคม ให้รายงานผลก่อนวันที่ 15 มกราคม ของทุกปีด้วย นายชาญชัยยังแจ้งถึงปัญหาในระดับโครงสร้าง ที่ทำให้การทุจริตคอร์รัปชั่น ยังมีอยู่ คือ 1.เด็กและเยาวชนไม่ตระหนักถึงความสำคัญเนื่องจากกระแสโลกาภิวัฒน์ไหลบ่าเข้าสู่ชุมชนอย่างต่อเนื่อง เกิดค่านิยมเชิงลบที่แปลกแยกจากวิถีเดิม 2.ประชาชนไม่สามารถเข้าถึงแหล่งร้องเรียน และไม่กล้าร้องเรียน เพราะกลัวอันตราย จะต้องเร่งสร้างการมีส่วนร่วมที่เข้มแข็งของภาคประชาชนทุกระดับ[19]

วันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 ชาญชัย ลิขิตจิตถะ ได้สั่งการให้สำนักงานป้องกันและปราบปรามยาเสพติด (ป.ป.ส.) รวบรวมคำกล่าวมอบนโยบายในการปราบปรามยาเสพติดของ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร อดีตนายกรัฐมนตรี เพื่อนำมาประกอบสำนวนการสอบสวนในคดีฆ่าตัดตอน โดยหากพบว่าการมอบนโยบายของ พ.ต.ท.ทักษิณ ส่งผลให้มีการจัดชุดเฉพาะกิจออกปฏิบัติการฆ่าตัดตอนเพื่อลดเป้าบัญชีดำ ให้กรมสอบสวนคดีพิเศษ (ดีเอสไอ) จะตั้งข้อหาดำเนินคดีต่อ พ.ต.ท.ทักษิณ ฐานเป็นผู้สนับสนุน โฆษณา หรือจูงใจ ปลุกเร้าให้เจ้าหน้าที่ของรัฐใช้ความรุนแรงนอกกฎหมาย ฆ่าตัดตอนผู้ค้ายาเสพติด[20]

วันที่ 23 มีนาคม 2550 ชาญชัยสั่งการให้กรมสอบสวนคดีพิเศษ (ดีเอสไอ) ได้เตรียมนำคดีบริษัทกุหลาบแก้ว จำกัด เป็นนอมินีเสนอให้คณะกรรมการฯพิจารณาเพื่อลงมติว่าจะรับโอนเป็นคดีพิเศษ[21] และนำเสนอแนวคิดเพื่อสังคมถูกนำเสนอออกมารายวัน เช่น เสนอกฎหมายเฉพาะสำหรับการบริหารจัดการเรื่องการดื่มสุราการเก็บภาษีเหล้า เบียร์ และเสนอแนวทางแก้ไข พ.ร.บ.ตลาดหลักทรัพย์ เพื่อเก็บภาษีนักปั่นหุ้นใน 3 ประเด็นคือ

1.กฎหมายการซื้อขายหุ้นต้องระบุให้ชัดเจนว่าการกระทำลักษณะใดเข้าข่ายปั่น หุ้นหรือเก็งกำไร ถ้าพบต้องใช้มาตรการเสียภาษีย้อนหลังกับนักปั่นหุ้นทันที

2.กำหนดระยะเวลาการซื้อการคอบครองหุ้น ไม่ใช่ซื้อขายวันต่อวัน เพราะถือว่าเข้าข่ายนักเก็งกำไร

3.ต้องให้อภิสิทธิ์คุ้มครองนักลงทุนจริงๆ โดยไม่ต้องเสียภาษี

แต่ต้องกำหนดกำไรในการซื้อขายในวงจำนวนมาก ประมาณ 100 ล้านบาทขึ้น เพื่อต้องการให้นำกำไรที่ได้มาให้สังคม เช่น การซื้อหุ้นนอกตลอดแต่นำมาขายในตลาดมีกำไรเป็น 10,000 ล้านบาท ดังนั้น ควรเก็บภาษีเป็นขั้นบันไดตามเปอร์เซ็นต์กำไร และเสนอแก้ไขเพิ่มเติม พ.ร.บ.จราจรทางบก พ.ศ. 2522 เพื่อบังคับใช้กับผู้ขับขี่ยานพาหนะโดยให้เหตุผลว่าที่ผ่านมา การมึนเมาสุราขณะขับขี่รถยนต์เกิดปัญหาผู้ที่เมาแล้วขับไม่ยินยอมให้เจ้า หน้าที่ตรวจวัดปริมาณแอลกอฮอล์ในเลือด ซึ่งกฎหมายไม่มีมาตรการบังคับ ทำให้ลงโทษผู้ที่เมาแล้วขับฝ่าฝืนคำสั่งเจ้าพนักงานคือ ปรับ 1,000 บาท ดังนั้น ต้องแก้กฎหมายให้มาตรการบังคับ ตรวจวัดแอลกอฮอล์เป็นผู้เมาแล้วขับ ต้องระวางโทษ จำคุกไม่เกิน 3 เดือน ปรับตั้งแต่ 2,000-10,000 บาท หรือทั้งจำทั้งปรับ ถ้าเกิดอุบัติเหตุต้องตรวจวัดปริมาณแอลกอฮอล์ คู่กรณีทั้ง 2 ฝ่าย

วันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2550 ชาญชัย ลิขิตจิตถะ ออกประกาศกระทรวงยุติธรรมเรื่อง กำหนดอำนาจการคุมขังผู้ต้องขังของเรือนจำฉบับที่ 2 เรือนจำส่วนภูมิภาคตามข้อ 1 (ข) แห่งกฎกระทรวงมหาดไทย ออกตามความในพระราชบัญญัติราชทัณฑ์ พุทธศักราช 2479 (ฉบับที่ 3) ซึ่งแก้ไขเพิ่มเติมโดยกฎกระทรวง ฉบับที่ 12 (พ.ศ. 2547) ออกตามความในพระราชบัญญัติราชทัณฑ์ พุทธศักราช 2479 มีอำนาจการคุมขังผู้ต้องขังที่ต้องรับโทษต่อไป ดังนี้ 1. เรือนจำอำเภอชัยบาดาล จำคุกไม่เกิน 15 ปี 2. เรือนจำอำเภอเกาะสมุย จำคุกไม่เกิน 10 ปี[22]

วันที่ 3 ธันวาคม พ.ศ. 2550 นายชาญชัย ลิขิตจิตถะ รมว. กระทรวงยุติธรรม ถูกเลือกให้เป็นประธานกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่าง พ.ร.บ.ตำรวจแห่งชาติ สภานิติบัญญัติแห่งชาติ (สนช.)[23]

วันที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2551 ได้ลงนามความร่วมมือในการดำเนินงานโครงการนำร่องระบบเทคโนโลยีสารสนเทศกระบวนการยุติธรรม ณ ห้องแกรนด์บอลรูม โรงแรมรามากาเด้นส์ ถนนวิภาวดีรังสิต กรุงเทพฯ เพื่อนำไปสู่การพัฒนาระบบเทคโนโลยีสารสนเทศ ให้เกิดประสิทธิภาพ ครบถ้วนทั้งด้านฐานข้อมูล ระบบเครือข่าย และระบบการรักษาความปลอดภัย รวมทั้งการเตรียมความพร้อมด้านบุคลากร โดยการสัมมนาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนอสาระสำคัญของแผนแม่บทเทคโนโลยีสารสนเทศ และการสาธิตระบบนำร่องศูนย์แลกเปลี่ยนข้อมูลกระบวนการยุติธรรม ต้นแบบ เพื่อให้เจ้าหน้าที่ในสังกัดกระทรวงยุติธรรม พิจารณาปรับปรุงแก้ไขให้สอดคล้องกับความต้องการ สำหรับหน่วยงานที่ร่วมลงนามข้อตกลงความร่วมมือในการดำเนินงานโครงการนำร่องระบบเทคโนโลยีสารสนเทศกระบวนการยุติธรรม มีหน่วยงานร่วมลงนาม 9 หน่วยงานประกอบด้วย กรมพินิจและคุ้มครองเด็กและเยาวชน กรมคุมประพฤติ กรมราชทัณฑ์ กรมการปกครอง ศาลยุติธรรม สำนักงานอัยการสูงสุด สำนักงานตำรวจแห่งชาติ สำนักงานกิจการยุติธรรม และสำนักงาน ป.ป.ส.[24]

ภายหลังจากที่พ้นจากตำแหน่งรัฐมนตรีแล้ว ชาญชัยยื่นหนังสือถึงประธานศาลฎีกา เพื่อขอกลับรับราชการเป็นผู้พิพากษาอาวุโส[25]