В 1868 году избран участковым мировым судьёй Льговского уезда и почти одновременно — гласным уездного земского собрания. В 1873 году избран почетным мировым судьёй и председателем Льговского мирового съезда. Много сделал для развития образовательных и медицинских учреждений своего уезда, занимался благотворительностью. В докладе уездной земской управы 1882 года отмечалось: «К. Н. Анненков построил в селе Ивнице и пожертвовал земству каменное здание под больницу, а также обширное каменное же здание под училище, где содержит на своем иждивении многих обучающихся в этом училище крестьянских детей; кроме того, устроил в нем приют и довел, как попечитель, самое училище до образцового состояния»^[1][10][11].

Печататься начал в 1874 году, опубликовав в «Судебном журнале» небольшую статью «О распределении между сторонами процесса обязанности доказывать спорные обстоятельства дела». Впоследствии сотрудничал с «Журналом гражданского и уголовного права», «Журналом Министерства юстиции» и другими периодическими изданиями^[12][13].

В середине 1870-х годов Анненков задумался о переводе на русский язык комментария Ж.-Э. Буатара к французскому Гражданскому процессуальному кодексу^ru_fr, послужившему образцом для русского устава гражданского судопроизводства 1864 года, в целях содействия правильному пониманию последнего. Однако вскоре после начала работы он принял решение написать самостоятельный комментарий к русскому уставу. Первые главы комментария публиковались в номерах «Судебного журнала» за 1875 год. Отдельное издание под названием «Опыт комментария к уставу гражданского судопроизводства» в шести томах вышло в 1878—1887 годах и сделалось настольной книгой многих практикующих юристов. А. В. Завадский, оценивая «Опыт комментария», отмечал: «Главная сила К. Н. Анненкова в его удивительной логической одаренности и умении из каждого слова закона, из каждой запятой делать выводы. И в сенатских решениях, и в чужих статьях его интересуют мотивы, для него нет авторитета ни сената, ни ученого имени: только доводы могут его убеждать. Главная сила всех комментариев — его аргументация и безбоязненность его выводов»^{[14][12][15][16]}.

В 1888 году вышел в отставку и сосредоточился на научной деятельности, главным итогом которой стала шеститомная «Система русского гражданского права» (1-е изд. 1894—1905). Этот капитальный труд представлял собой обстоятельное системное изложение институтов дореволюционного гражданского законодательства, для уяснения юридической природы которых Анненков широко использовал сведения о римских правовых конструкциях из курса пандектного права Ю. Барона^ru_de, нормы европейских гражданских кодексов (главным образом саксонского^ru_de и итальянского^ru_it), а также материалы судебной практики и все высказанные в литературе мнения русских цивилистов по соответствующим вопросам. Несмотря на тяжеловесный язык и преимущественно прикладной характер, «Система» отличалась энциклопедической полнотой и доскональным исследованием практически всех основных вопросов гражданского права, став одним из крупнейших явлений в отечественной юридической науке^[17][15][18].

В 1894 году Анненков был приглашен к участию в работе Высочайше учрежденной комиссии для пересмотра законоположений по судебной части^[19].

Вновь избирался почетным мировым судьёй в 1897 и 1900 годах^[20]. Предпринял попытку написать краткий учебник «Начала русского гражданского права», первый и единственный выпуск которого вышел в 1900 году^[15].

В 1904 году юридический факультет Казанского университета по предложению Г. Ф. Шершеневича представил Анненкова к присвоению ученой степени доктора гражданского права honoris causa, однако из-за русско-японской войны представление так и не было рассмотрено советом университета^[21].