By utrzymać rodzinę, przez kolejne 23 lata pracował jako pastor w różnych parafiach na wybrzeżu Norwegii.
W 1831 roku poślubił Maren Cathrine Welhaven (1811–1898), siostrę pisarza Johana Sebastiana Welhavena (1807–1873), z którą miał 14 dzieci. Syn Georg Ossian (1837–1927) został hydrozoologiem, syn Ernst (1835–1917) – historykiem, a córki Mally (1850–1929) i Eva (1858–1907) – śpiewaczkami.
Za wstawiennictwem Halvora Heyerdahla Rascha (1805–1883), w 1854 roku Sars został profesorem zoologii na Uniwersytecie w Kristianii.
Sars zmarł 22 października 1869 roku w Kristianii. Jego kolekcja bezkręgowców została sprzedana uniwersytetowi a następnie trafiła do Muzeum Zoologicznego w Tøyen.
Działalność naukowa thumb|240px|Ilustracja z dzieła Sarsa Beskrivelser og Iagttagelser over nogle mærkelige eller nye i Havet ved den Bergenske Kyst levende Dyr af Polypernes, Acalephernes, Radiaternes, Annelidernes og Molluskernes Classer (1835) Równolegle do studiów teologicznych Sars kontynuował działalność przyrodnika. Interesował się skamieniałościami trylobitów odnalezionymi w okolicach Kristianii i kolekcjonował bezkręgowce. W 1829 roku wydał pierwszą ważną pracę Bidrag til Søedyrenes Naturhistorie.