成为汉武帝的侍卫和扈从，多次随驾西巡，曾出使巴蜀。元封三年（前108），司马迁继承其父司马谈之职，任太史令，掌管天文历法及皇家图籍，因而得读史官所藏图书。太初元年（前104），与唐都、落下闳等共订《太初历》，新历适应了当时社会的需要。此后，司马迁开始撰写《史记》。后因替投降匈奴的李陵辩护，获罪下狱，受腐刑。
