В момент вступления Казимира на престол Польша находилась в тяжелом положении. Единства земли и власти, к которому всю жизнь стремился Владислав Локоток, не было: Силезия отпала к Чехии, Мазовия тяготела отчасти к Чехии, отчасти к немецким рыцарям, Поморье также ушло из-под власти Польши. Страна была окружена врагами, которые отнимали у нее город за городом, грабили. Внутреннее состояние государства было не менее плачевно: бесправие, грубое дворянство, угнетенный народ, отсутствие просвещения, заброшенные поля, застой в торговле.
Величие Казимира III заключается именно в том, что он, несмотря на свою молодость, сразу понял положение вещей и наметил единственное средство спасения падающего государства — мир с соседями и внутренние преобразования. Все правление Казимира есть длинный ряд мирных договоров: с венграми (1334 год), чехами (Вышнеградский мир 1336 год), немецким орденом (Калишский мир 1343 год). Нельзя сказать, что Казимир легко шел на уступки: он отдавал лишь то, чего удержать не мог, не упуская случая завладеть тем, что было плохо защищено. Так, после смерти бездетного Болеслава Галицкого, Казимир, пользуясь несогласием бояр относительно выбора князя, в ходе войны за Галицко-волынское наследство овладел княжеством Галицким, освободил его от татарского ига и склонил соседей (Венгрию и Литву) к признанию за ним нового приобретения.
Казимир III принял строгие меры против грабежей и разбоев, в которых нередко участвовала и своевольная шляхта; дороги стали безопаснее, торговые сношения снова оживились. Казимир покровительствовал низшим классам: он выслушивал жалобы холопов о притеснении и наказывал виновных, в том числе дворянского происхождения; предупреждал народные нужды своими реформами. Так, им организованы автономные крестьянские общины, уменьшены подати, отданы крестьянам пустые земли. За эти действия Казимир получил прозвище «короля холопов».
Иностранная колонизация Польши при Казимире приняла значительный масштаб: большинство пустующих земель заселяют немцы, отчасти армяне, евреи, татары; всем им Казимир дарует магдебургское право, обеспечивает свободу вероисповедания. Все это приводит к экономическому и культурному росту страны.
Заботы Казимира о просвещении сказываются в открытии массы приходских школ и, наконец, в основании Краковского университета (1364), по аналогии с Болонским. Практическое направление деятельности университета состояло в следующем: было выдвинуто преподавание права, как наиболее нужное для внутреннего строя Польши. Казимир чувствовал с самого начала всю шаткость и неудобство обычного права, действовавшего в качестве закона в старой Польше, но только в конце своей долгой и упорной работы над внутренним объединением Польши он смог объявить единый определенный закон для всей Польши — известный Вислицкий статут (1346-47).
Казимир не хотел отставать от Европы и в украшении своих городов. По выражению Длугоша, «Казимир нашел Краков деревянным, а оставил каменным».
Умер он в 1370 году и был погребён в Вавеле, где в 1973 году его останки были исследованы польскими учёными. Из них 16 человек вскоре умерли, породив легенду о «вавельском проклятии».
Казимир несколько раз вступал в брак: с Анной (Альдоной) — княжной литовской из рода Гедиминовичей; с Адельгейдой, княжной Гессенской; с Ядвигой из Глогова. Также известно о его близких отношениях с двумя дамами: Кристиной из Праги и Эстер. От первой супруги у Казимира родились дочери — Кунигунда и Эльжбета; другие тоже принесли ему детей, однако их имена неизвестны.