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 정조의 신임을 바탕으로 종7품 희릉직장(禧陵直長)으로 관료생활을 시작한 정약용은 여러 내직(內職)을 거쳐서 정조 19년(1795년)에는 정3품 당상관(堂上官)인 승정원 동부승지에 임명됐다. 같은 해 2월에는 다시 병조참의에 임명되어 정조의 화성(華城) 현륭원(顯隆園·정조의 아버지 사도세자의 묘) 행차에 배행(陪行)하게 한다. 또한 정조는 정조 13년(1789년) 현륭원 능행(陵行)을 위해 한강에 설치할 주교(舟橋) 가설에 대한 설계를 정약용에게 명령했다. 이에 정약용이 제출한 제안이 그대로 시행되는 큰 성과를 이루었다.
 이러한 정약용의 기술적 역량은 화성 축성에서 다시 발휘됐다. 정조는 정조 17년(1793년)에 화성 설계를 정약용에게 명령하여 정약용은 윤경의 보약(堡約)과 유성룡(柳成龍)의 성제(城制)를 종합하면서 독창성을 발휘한 선진화된 성제를 지어 올리고 아울러 정조가 하사한 《도서집성(圖書集成)》과 《기기도설(寄器圖說)》을 연구해 《기중가도설(起重架圖說)》을 지어 올려 화성 축조에 기중기 사용으로 4만 냥의 공사비를 줄일 수 있었다. 
 그러나 정약용은 정조의 깊은 신임을 받으면서도 반대파로부터 공격에 시달렸다. 그가 남인(南人) 출신이고, 정조의 친왕(親王) 세력의 대표자로 정약용의 정치적 후원자 채제공(蔡濟恭)과 통혼관계(채제공의 서자 채홍근과 정약용의 누이가 혼인함)에 있었으며, 그 자신을 포함하여 그의 집안이 서학(西學)과 밀접한 관련이 있기 때문이었다. 조선 최초의 세례자인 이승훈(李承薰), 천주교 공동체를 조직한 이벽(李檗)이 정약용과 인척관계고, 그의 형인 약전(若銓)과 약종(若鍾)도 천주교를 받아들였다. 또한 정약용의 외종형인 윤지충(尹持忠)은 진산사건(珍山事件·1791년)의 당사자였다.

정 씨는 정조의 깊은 신임을 받았지만 반대파로부터 공격에 시달렸는데 그가 남인 출신이고 정조의 친왕 세력의 대표자 채제공과 통혼관계에 있었기 때문이다.