清康熙九年（1670），薛柱斗来任天津道。此前五年，钞关从河西务移驻天津，由天津道兼理；此前一年，长芦盐御史署由北京搬到天津。这是置府设县之前，天津城市发展获得较大推动力的时期，为薛柱斗提供了舞台。
康熙十三年（1674），在津任职第五个岁暮，薛柱斗为《天津卫志》写序：“天津为卫，去神京二百余里，当南北往来之冲，京师岁食东南数百万之漕，悉道经于此；舟楫之所式临，商贾之所萃集，五方之民之所杂处，皇华使者之所衔命以出，贤士大夫之所报命而还者，亦必由于是；名虽为卫，实则即一大都会所莫能过也。”京师门户、南北运河交通枢纽的区位优势，推动军事建制天津卫的城市发展，繁华程度俨然是个大都会。薛柱斗这段话，应该说还是挺到位的，如今常被论者援引。
天津道职务所司，薛柱斗自报头衔，叫做“整饬天津等处兼理马政驿传粮饷屯田河道盐法事物”按察副使。薛道台驻津六年，在梁柱斗拱、工程土木方面，留下一些文字记述。
“官不修衙”是个伪命题。当时是官署称衙门的时代，薛柱斗修衙，所撰《修道署记》说，署址在东门里大街，文庙之西，为明代天津左卫旧址，相传明末曾为巡抚衙门，后为镇台驻扎，再后来为天津道署。原有辕门、大门、仪门，大堂、二堂，内宅及后宅门高楼，规模不小。薛柱斗在衙前增设跨街牌坊两座，形制如文庙的德配天地、道观古今牌楼。新起的牌坊共四匾，“贞宪”“肃度”分别嵌于牌坊的外向，内向有“控制海门”“仪型河属”二匾相对。结合天津道职能与辖域，这些张扬于门前通衢的匾额，用语还是有点意思的。原本向南的两个辕门，改为一向东，一向西，各置石狮一对。这个西辕门，使如今对那条拴马桩胡同的解说，有了得于关联性的依据。增建穿廊，重修二堂，隔东一间为书舍，挂匾“宜夏轩”，西边也隔出一间，匾曰“长春窝”。进入内宅的墙门，东移至巽方以宜风水，筑屏门悬匾“内台”。西隅池苇茂盛，面池建书房三楹，颜以“渡瀛书馆”；花墙围起小园，东西各立一坊，东匾“虚心径”，西匾“百岁园”，情调生活有了环境的营造。薛柱斗自言“捐俸修葺”，工匠物料，“未动民间一夫一草”，话语显得硬气。
来天津后，每谒文庙，薛柱斗总有规划修葺之念。付诸行动，则在康熙十二年（1673）。春二月，召集在学秀才们讨论调整建筑布局。他先捐百金，为倡捐，还写了《重修天津卫儒学疏引》。三个月的施工，有意改变攒簇退缩的旧观，棂星门外添建东掖门、西掖门，立影壁、建戟门，泮池甃石，架登瀛木桥。工竣，撰《修学记》；又赋《康熙十二年修学口占》诗二首，发动官员步韵和诗，运同、清军同知、运判、长芦经历、卫经历、卫学署教授，一众津官都有应和，生员代表也参与其间。
海河之畔天后宫，山门内，两块匾额十分醒目，一是牌坊所颜“海门慈筏”，一是前殿大匾“三津福主”，前者款识“薛柱斗立”，透露着这座牌坊的修建信息，后者则刻“薛柱斗谨献”字样。薛柱斗写匾时，天后宫还称天妃宫。妈祖崇拜随元朝海上漕运北传，在渤海之滨扎根，影响了一方民俗，并在城市为崛起而聚力的岁月里，成为百姓崇信的地方保护神。薛柱斗题匾的意义，恰是反映了这种情形。
清廷要修《大清一统志》，诏令各地缮治方志。薛柱斗主导、清军同知高必大协助，急事急办，“急下所司，博求儒贤，旁采旧闻”，上承明代《天津三卫志》，“阅数月采辑成书”。这是天津现存最早的一部方志，保留了大量明代和清初的历史信息，但因仓促成稿，体例未备，且有失于简略。志稿记纂修者本人的宦绩，颇有些“当仁不让”：“薛柱斗，陕西延安府延长县人，戊子科拔贡，于康熙九年十一月初一日任。廉以率属，宽以惠民，士子倍加优隆，口碑遍于四野。”这评价，大体上被乾隆《天津县志》、民国《天津县新志》沿用。
《天津卫志》康熙十四年付梓，翌年七月薛柱斗转任江南按察使司按察使。