1、最有名最重要的是《史記》。
任太史令後,司馬遷想完成其父編寫一部史書的遺願。漢武帝太初元年(公元前104年),司馬遷開始著手編寫《史記》。
這時,正是漢武帝大舉反擊匈奴的後期。一次,漢軍將領李陵率作為牽制的五千步軍出征,結果被匈奴主力包圍。在矢盡糧絕,兵士傷亡大部份的情況下被迫投降。消息傳到長安,漢武帝大怒。司馬遷認為:李陵轉戰千裡,殺敵眾多,矢盡糧絕而被迫投降,還是效忠漢朝的。就就替李陵辯解,結果得罪盛怒中的漢武帝。於是司馬遷獲罪下獄,被處宮刑。這種奇恥大辱的遭遇,使司馬遷受到極大刺激,曾一度想自殺。但他想起瞭父親的遺願,想到還未完成的史書,就以古人孔子、屈原、左丘明、孫子、韓非等在逆境中發憤有為的事例鼓勵自己,決定忍辱負重地活瞭下來。
經過三年囚禁,司馬遷終於被赦出獄,被漢武帝任命為中書令。當時的中書令大都由宦官充任,因此他感到這是一種恥辱。但為瞭完成〈史記〉的寫作,身心備受摧殘的司馬遷忍辱含垢,決心以殘燭之年發憤著書,完成父親要他完成的史書。
經過五年的埋首著述,在漢武帝征和二年(公元前94年)時,司馬遷終於完成瞭巨著——《史記》——我國歷史上第一部紀傳體通史。書成後不久,司馬遷去世。司馬遷死後許多年,他的外孫才把這部不朽名著公諸於世。
2、除《史記》外,司馬遷還作賦八篇,均已散夫,唯《藝文類聚》卷三十引有《悲士不遇賦》片段。司馬遷還撰有《報任安書》,這是一篇著名的論說散文,記述瞭他因李陵事件獲罪下獄受刑的經過,抒發瞭忠而見疑、無辜受刑的悲憤。