W 1567 roku wraz ze swym przełożonym, Joachimem Mörlinem, udał się do Prus, by tam zreorganizować Kościół rozdarty sporem o naukę Osiandra. W 1568 roku, na zlecenia księcia Juliusza, wraz z Jakobem Andreä wprowadzał reformację w księstwie Brunszwik-Wolfenbüttel, której podstawy teologiczne zawarto w Corpus doctrinæ Julium i Corpus Wilhelminum. W 1576 roku brał udział w zakładaniu Uniwersytetu w Helmstedt.
Martin Chemnitz brał aktywny udział w tworzeniu Formuły zgody i położył wielkie zasługi dla jej ostatecznej akceptacji. Nim się to jednak stało, poróżnił się z księciem Juliuszem, którego ostro skrytykował za to, że jego syn został wyświęcony na biskupa Halberstadt zgodnie z rytem Kościoła katolickiego. Książęta protestanccy, którzy zabiegali o akceptację Formuły, nie zaprosili Juliusza na zjazd w Jüterbocku, czym urazili księcia Brunszwiku. Dlatego też obowiązującą normą został tam Corpus Julium, a Uniwersytet w Helmstedt stał się miejscem, w którym później swe poglądy mógł rozwinąć Georgius Calixtus. W 1582 roku Chemnitz opublikował w Magdeburgu obronę Formuły, którą teologowie z Helmstedt skrytykowali, zwłaszcza za głoszenie wszechobecności ciała Chrystusa.