Z tego okresu życia pochodzą pierwsze obrazy o tematyce religijnej, na przykład Wizja św. Małgorzaty oraz najsłynniejszy religijny obraz Chmielowskiego Ecce Homo, który obecnie znajduje się w Krakowie w prezbiterium kaplicy sióstr Albertynek pw. Ecce Homo.
Dorobek Adama Chmielowskiego to 61 obrazów olejnych, 22 akwarele i 15 rysunków. Do najbardziej znanych prac należą m.in. Mnich na cmentarzu, Kameduła w celi, Dama z listem, Biwak powstańców, Wizja św. Małgorzaty, Nad rzeką, Amazonka.
Działalność zakonna Wraz z namalowaniem obrazu Ecce Homo we wnętrzu Adama Chmielowskiego nastąpił przełom. 24 września 1880 roku wstąpił do Zakonu Ojców Jezuitów w Starej Wsi. Po roku zrezygnował z powodu depresji i silnego załamania nerwowego. Od 14 kwietnia 1881 do 22 stycznia 1882 przebywał w Zakładzie Obłąkanych w Kulparkowie. Spokój odnalazł dopiero w regule Zakonu św. Franciszka z Asyżu. W 1884 osiadł w Krakowie, przy ul. Basztowej 4, gdzie dalej malował, ale zaangażował się coraz bardziej w opiekę nad nędzarzami i bezdomnymi. Po pewnym czasie porzucił całkowicie malarstwo, poświęcając się całkowicie pomocy ubogim. Mieszkał w ogrzewalni miejskiej przy ul. Skawińskiej na Kazimierzu razem z bezdomnymi, alkoholikami i nędzarzami.