ایشان در دوران حکومت رضاخان همراه یارانش سید محمدتقی خوانساری و سید محمد حجت، تدریس و سرپرستی حوزه علمیه را بر عهده داشت و در حفظ و توسعه آن کوشید.
در آن زمان، موسس حوزه علمیه قم شیخ عبدالکریم حائری یزدی دوران کهنسالی را میگذراند و نگران آینده حوزه تازه تاسیس بود. او به منظور تقویت حوزه علمیه قم و تامین آینده آن، گروهی را به مشهد مقدسفرستاد تا از صدر برای اقامت در قم دعوت کنند. وی دعوت موسس حوزه علمیه قم را پذیرفت و رهسپار قم شد.
صدرالدین صدر مورد توجه آیتالله حائری بود، علاوه بر تدریس سطوح عالی، از مشاوران وی شمرده میشد و در امور حوزه نیز به او کمک میکرد.
۵ دی ماه سالگرد درگذشت آیت الله سید صدرالدین صدر است. به همین مناسبت عکسی نادر از امام موسی صدر و پدرش از سوی موسسه امام موسی صدر منتشر شد.در این عکس از راست به چپ امام موسی صدر، آیت الله سید رضا صدر، آیت الله سید صدرالدین صدر دیده میشود.