1、他對先秦的曆史資料廣泛地進行了收集、彙總,并将其譜列成一個完整的體系,使中國第一次有了科學、系統、完整的古代曆史書。司馬遷依據《尚書》、《逸周書》、《國語》等史書整理了夏、商、周古代曆史的輪廓;他依據《春秋左傳》、《戰國策》等史書比較細緻地整理了春秋、戰國的曆史。
2、司馬遷整理、記載了秦朝統一以來,以及秦末農民起義、楚漢戰争,和劉邦建國以後的西漢王朝前期的曆史。這一部分完全是出于司馬遷的獨創。司馬遷整理先秦史,有《尚書》、《春秋》、《左傳》、《國語》和《戰國策》做參考;從秦始皇統一六國後,司馬遷完全是靠着檔案館裡的檔案,與各處收集、調查的資料,以及各種口頭的、書面的傳說等,來進行加工和譜寫,所以說從秦始皇統一到漢武帝征和年間,這一百四五十年間的曆史的譜寫,都是司馬遷的功勞,是司馬遷的獨創。司馬遷是一位當之無愧的天文學家。