整理《诗》、《书》，着作《春秋》，直到今天，学者们仍以此为法则。从鲁哀公获麟到现在四百多年了，其间由于诸侯兼并混战，史书丢散、记载中断。如今汉朝兴起，海内统一，贤明的君主、忠义的臣子的事迹，我作为太史而不予评论记载，中断了国家的历史文献，对此我感到十分不安，你可要记在心里啊。”
司马迁低下头流着泪说：“小子虽然不聪明，但是一定把父亲编撰历史的计划全部完成，不敢有丝毫的缺漏。”
因为在长安任职，又逢“汉之得人，于兹为盛”的汉武盛世，司马迁得以结识汇聚于长安的天下贤能之士。包括贾谊之孙贾嘉，公孙季功（或为公孙弘），樊哙之孙樊他广，平原君朱建之子，冯唐之子冯遂，田叔少子田仁，梁人壶遂，杜陵苏建等。然而，对司马迁影响最大的莫过于董仲舒与孔安国。
司马迁与上大夫壶遂讨论文学之时曾说过：“我听董生说：‘周朝王道衰败废弛，孔子担任鲁国司寇，诸侯害他，卿大夫阻挠他。孔子知道自己的意见不被采纳，政治主张无法实行，便褒贬评定二百四十二年间的是非，作为天下评判是非的标准，贬抑无道的天子，斥责为非的诸侯，声讨乱政的大夫，为使国家政事通达而已’”。而纵观《史记》可知董仲舒之公羊学对司马迁的影响主要为：其一，公羊家颂扬汤武革命，主张以有道伐无道，成为《史记》反暴政的思想基础；其二，公羊家"尊王攘夷"，主张"大一统"的思想，成为《史记》贯穿全书的主要观念；其三，公羊家崇让、尚耻之义是《史记》褒贬历史人物的道德标准。
因孔安国为孔子后人，家中有当世失逸的《古文尚书》十余篇，并兼通今古文学。故而司马迁亦尝就《古文尚书》问故于孔安国，学习古文经学的故训，以及别择古文资料的古文学，掌握考信历史的方法。而《古文尚书》作为整个古文学的核心，司马迁写上古三代史亦从中作了大量的引用。
司马迁曾在《史记·孔子世家》给给予孔子“高山仰止，景行行止。”的高度赞扬。其亦吸收孔子学说和六艺经传的精华，效法孔子精神，继《春秋》作《史记》，完成一代大典。
汉武帝太初元年（前104年），汉朝自建立以来已经102年了。汉室建立之初，诸事草创，大部分都沿袭了秦朝的制作。历法则采用了较为贴近的《颛顼历》。尽管如此，《颛顼历》对朔、晦的计算亦与实际情况相异。于是时任太史令的司马迁和大中大夫公孙卿以及壶遂等人向汉武帝进言说：“《颛顼历》已经不适合现在的情况了，应该重新定制历法。”而御史大夫儿宽恰好懂得经学，汉武帝便命令儿宽去与众博士商议修改历法等事情。同年，武帝命令公孙卿、壶遂、司马迁、侍郎尊、大典星射姓等人讨论定制《汉历》。
汉武帝天汉二年（前99年），武帝想让李陵为出酒泉击匈奴右贤王的贰师将军李广利护送辎重。李陵谢绝，并自请步兵五千涉单于庭以寡击众，武帝赞赏李陵的勇气并答应了他。然而，李陵行至浚稽山时，却遭遇匈奴单于之兵，路博德援兵不到，匈奴之兵却越聚越多，粮尽矢绝之后，李陵最终降敌。武帝愤怒，群臣皆声讨李陵的罪过，唯有司马迁说：“李陵侍奉亲人孝敬，与士人有信，一向怀着报国之心。他只领了五千步兵，吸引了匈奴全部的力量，杀敌一万多，虽然战败降敌，其功可以抵过，我看李陵并非真心降敌，他是活下来想找机会回报汉朝的。”然而，不久后去迎接李陵的公孙敖无功而还，谎报李陵为匈奴练兵以期反击汉朝，武帝便杀了李陵全家，而司马迁也以“欲沮贰师，为陵游说”被定为诬罔罪名。诬罔之罪为大不敬之罪，按律当斩。
面对大辟之刑，慕义而死，虽名节可保，然书未成，名未立，这一死如九牛亡一毛，与蝼蚁之死无异。想到文王拘于囚室而推演《周易》，仲尼困厄之时着作《春秋》，屈原放逐才赋有《离骚》，左丘失明乃有《国语》，孙膑遭膑脚之刑后修兵法，吕不韦被贬蜀地才有《吕氏春秋》传世，韩非被囚秦国，作《说难》和《孤愤》，《诗》三百篇，大概都是贤士圣人发泄愤懑而作。终于，在那个“臧获婢妾犹能引决”的时代，司马迁毅然选择了以腐刑赎身死。至此，司马迁背负着父亲穷尽一生也未能完成的理想，面对极刑而无怯色。在坚忍与屈辱中，完成那个属于太史公的使命。
司马迁有一个女儿嫁给杨敞。杨敞在汉昭帝刘弗陵时曾官至宰相，与司马迁之女生二子：大儿子杨忠，小儿子杨恽。杨恽自幼聪颖好学，他的母亲把自己珍藏着的并且深爱着的《史记》，拿出来给他阅读。杨恽初读此书，便被书中的内容吸引住了，爱不释手，一字字、一篇篇，非常用心地把它读完。杨恽成年之后，还把它读了好几遍，每读一遍总是热泪盈眶，扼腕叹息。在汉宣帝的时候，杨恽被封为平通侯，这时候他看到当时朝政清明，想到他的外祖父司马迁这部巨着正是重见天日的时候，就上书汉宣帝，把《史记》献了出来，从此天下人得以共读这部伟大的史着。
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