Gustav Adolfi surma järel 1632. aastal Lützeni lahingus, sai protestantide juhiks Kolmekümneaastases sõjas Axel Oxenstierna. Ta kutsus evangeeliumiusulised vürstid 1633. aastal Heilbronni ja surus läbi, et talle anti õigus olla evangeeliumiusuliste liidu vägede juhatajaks.
Ta oli Gustav II Adolfi lähim sõber ja peale viimase surma valitses kuninganna Kristiina (1626–1689) nooruse tõttu riigikantslerina eestkostevalitsuse eesotsas olles aastatel 1632–1644 Rootsi riiki. 1626. aastal rajas Axel Oxenstierna kantseleikolleegiumi, kuhu kuulusid olulisemad riigiametnikud. Alates 1628 hakati Rootsi riiki üles mõõtma, et saada täpne ülevaade riigi suurusest, ressurssidest. 1634. aastal rajas ta uue valitsussüsteemi, kus riigivalitsemine põhines viie kollegiumi vahel ära jaotatud kompententsis, mis hõlmas ühendatult kõiki riigivalitsemiseks vajalikke sfääre. Kuninganna Kristiina eestkostevalitsusse kuulusid riigimarssal (sõjanõukogu juht), riigiadmiral (admiraliteedi juht), riigidrots (Svea õuekohtu juht), riigivarameister (kammerkolleegiumi juht) ning riigikantsler (riigikantselei juht). 1636. aastal loodi riiklik postiorganisatsioon. Rajati uusi ülikoole: lisaks 1477 rajatud Uppsala Ülikoolile, ka Tartu Ülikool (1632), Turu ülikool (1640) ja hiljem ka Lundi Ülikool (1668). Axel Oxenstierna algatusel kavandas Rootsi Riiginõukogu 1640 Narva muutmist riigi teiseks pealinnaks, kus kuningas resideeriks igal neljandal aastal.
Ta abiellus 5. juunil1608 Anna Åkesdotter Bååtiga (1579–1649), kes oli hertsog Karli nõunik Åke Johansson Bååti ja Kristina Trolle tütar. Abielust sündisid:
Katarina (1612–1661), 1640 aastast vabahärra Johan Jespersson Cruus af Edeby (1617–1644) abikaasa
Erik Oxenstierna (1624–1656), riiginõunik ja riigikantsler, Tallinna ja Eestimaa asehaldur.
Teised lapsed: Johan (1610–1610), Beata (1613–1617), Barbro (1615–1617), Åke (1616–1617), Maria (1618–1618), Gabriel (1620–1620) ja Jakob (1621–1621) surid kõik noorelt.[6]