17 listopada 1924 r. został powołany na funkcję ministra sprawiedliwości w gabinecie Władysława Grabskiego. Żychliński jako minister koncentrował się na unifikacji sądownictwa, czy poprawie warunków materialnych jego pracowników. Wprowadzono przedłużenie nominacji sędziowskich przy skróconym okresie aplikacji. Ponadto dokonano nowelizacji prawa postępowania cywilnego m.in. w apelacji warszawskiej, czy kodeksu handlowego na terenie byłego zaboru austriackiego. Minister był inicjatorem prac nad ustawą o prawie autorskim oraz wprowadził zasady implementujące postanowienia w zakresie działania sądów i prokuratur, w ramach zawartego konkordatu ze Stolicą Apostolską. Żychliński pierwszy z ministrów sprawiedliwości wyznaczył swoich reprezentantów do Komisji Kodyfikacyjnej.
Minister był krytykowany za spór do jakiego doszło, w sprawie wydania na żądanie prokuratury posłów komunistycznych. Ponadto słabo radził sobie z nadużyciami w policji politycznej. Odpowiedzią Żychlińskiego na problemy, było przygotowanie projekt ustawy o instytucji sędziego śledczego do spraw wyjątkowego znaczenia.