与自身双重性质及代中央分驭各地的使命相适应，行省在地方司法中发挥了承上启下的作用。首先，行省有义务过问和审理朝廷交办的某些狱案。其次，负责辖区内官民疑难狱案的审谳及部分刑狱的断遣。此外，还鞫问行省属官犯罪案件。
行省在审理以上狱案时，需要较严格地执行朝廷的相应规则典制。世祖至元五年（1268年）的一段公文说：“四川行中书省移准中书省咨，‘来咨：但有罪名，除钦依圣旨体例洎中书省明文检拟外，有该载不尽罪名，不知凭何例定断[夺」，请定度事。’本省相度，遇有刑名公事，先送检法拟定，再行参详有无情法相应，更为酌古准今，拟定明白罪名。除重刑结案咨来外，轻囚就便量请[情」断遣，请依上施行”。
公文前半是行省就“该载不尽罪名”，“凭何例定夺”事，请示中书省的咨文；后半“本省相度”而下，是中书省的批复。应该说，此批复对元行省处理刑狱具有普遍指导意义。它规定：行省处理“刑名公事”，检核法令格例拟定罪名时，较轻的罪犯可以自行断遣，“重刑”则要结案咨请朝廷审查批准。
关于“重刑”咨请，《元史·刑法志三》“大恶”条进一步明确说：“诸谋反事觉……行省不得擅行诛杀，结案待报。”这也是朝廷屡屡以敕令等形式告谕有关行省的。各行省除少数诛杀盗贼的特殊情况外，大体也遵此而行。如大德初江浙行省平章博罗欢欲治杭州十家豪民死罪，中书省刑部改断杖罪，遂依中书省所断实施。行省禀报请示朝廷的，还包括部分疑难或与通例不合的案件。如仁宗年间，江浙行省拟断镇抚刘世英抑良为驱，割去其囊肾之案，因“未见所守通例”，移咨中书省请示。
在地方司法系统中，行省属于县录事司、散府散州、路（直隶府、州）及廉访司以上的第五级兼治刑狱的官署。其级别高，权力较大，上可奉朝廷旨意处理某些狱案，下可对辖区疑难等狱案及行省属官词讼履行推鞫、审核等职能。然而，在司法权限方面，行省又须“遵成宪以治所属，决大狱质疑事，皆中书报可而后行”。
就是说，即便是中央派出的地方最署行省，也没有专地方刑狱的权力。行省上述司法权，大体是代朝廷而行的。其司法职能承上启下的性质比较显著。在某种意义上，行省又是元代地方多级司法、朝廷执柄体制中联系地方与朝廷两部分的关键环节，同时也充当了该体制运作的重要工具。
