司馬光本人對歷史很有研究，他認為治理國家的人，一定要通曉從古以來的歷史，從歷史中吸取興盛、衰亡的經驗教訓。他又覺得，從上古到五代，歷史書實在太多，做皇帝的人沒有那麼多時間看。於是，他在被貶洛陽之前就開始動手編寫一本從戰國到五代的史書。
宋英宗在位的'時候，司馬光把一部分稿子獻給朝廷。宋英宗覺得這本書對鞏固王朝統治有好處，十分讚賞這項工作，專門為他設立一個編寫機構，叫他繼續編下去。
宋神宗即位後，司馬光又把編好的一部分獻給宋神宗。宋神宗並不信司馬光的政治主張，但是對司馬光編書卻十分支援。他把自己年輕時候收藏的二千四百卷書都送給司馬光，要他好好完成這部著作。還親自為這本書起了個書名，叫《資治通鑑》（“資治”就是能幫助皇帝治理天下的意思）。
司馬光罷官回到洛陽之後，就專心寫《資治通鑑》，一共花了十九年時間，才把這部著作完成。這部書按歷史年代編寫，從戰國時期公元前403年到五代時期公元959年，記載了一千三百六十二年的歷史。
為了寫這一部巨大篇幅的著作，司馬光和他的助手們收集和整理了大量資料，除了採用歷代的正史之外，還參看各種歷史著作三百多種。據說，這部書寫成的時候，原稿足足堆放了兩間屋子。由於它的材料豐富、剪裁恰當和考證嚴格，加上文字精練生動，所以成為我國史學史上最有價值的著作之一。它對於後來的人研究歷史，提供了比較完備的資料。
在整整十九年時間裡，司馬光把全部精力放在這部著作上面，每天工作到深夜。到《資治通鑑》完成的時候，他的身體已經十分衰弱，眼睛昏花，牙齒大多脫落了。由於他在史學方面作出了貢獻，他被認為我國曆史上著名的史學家。
