一、重編元史創新體製
魏源早在當年修纂《海國圖誌》時，即已開始注意搜集資料並著手重編元史。這正如他撰於鹹豐三年七月的《擬進呈元史新編表》中所說：“臣源於修《海國圖誌》之時，知元代西域遠徼，皆西北接鄂羅斯，西南連五印度，與今西洋夷接壤。自國朝以前，疆域未有廓於元者。而史書之蕪蔓疏陋，亦未有甚於元者。”魏源正是有感於我國西北史地與元史的重要以及舊《元史》之“蕪蔓疏陋”，才以如編《新唐書》、《新五代史》之任自命，立誌重修元史，“采四庫書中元代各家著述百餘種，並旁搜《元秘史》、《元典章》、《元文類》各書，參訂舊史”，約於鹹豐三年草成《元史新編》九十五卷。
舊《元史》是在明太祖洪武年間修成的，由於倉促成書，疏漏錯誤之處比比皆是。故成書不久，解縉、徐一夔等即表不滿，後又遭到清朝學者顧炎武、朱彝尊等的嚴厲批評。《欽定四庫全書總目》稱：“《元史》之舛駁，不在於蕆事之速，而在於始事之驟。……今觀是書，三公宰相分為兩表，禮樂合為一誌，又分祭祀、輿服為兩誌，列傳則先及釋老，次以方技，皆不合前史遺規。而刪除藝文一誌，收入列傳之中，遂使無傳之人所著皆不可考，尤為乖迕。又帝紀則定宗以後，憲宗以前，闕載者三年，未必《實錄》之中竟無一事，其為漏落顯然……是則濂等之過，無以解於後人之議者耳。”魏源更尖銳地指出：“承前代文獻不足之餘，加以纂修官宋濂、王禕皆係文士，疏於考訂，昧於袞鉞，有史才而無史學、史識，八月成書，是以疏舛四出。”
《元史》既然編成這個樣子，搜集掌握了豐富資料的史學家魏源怎能坐視不管呢？於是他“芟其蕪，整其亂，補其漏，正其誣，辟其幽，文其野，討論參酌，數年於斯，始有脫稿”。那麼，經過魏源精心考訂和重編的《元史新編》質量又如何呢？史界公論，它不愧是一部“前修未密，後出轉精”的傳世史書。一部好的史書，不僅要求有完備可信的第一手史料，而且要體例嚴整，文筆精練，議論深切。這也就是所謂史才、史學、史識兼備。以此衡量魏源及其《元史新編》，可謂當之無愧矣。
首先，從史料方麵說，他不但收集了包括《元史》所收資料在內的大量第一手資料，而且對這些資料進行了考訂和整理。他自稱曾“采四庫書中元代各家著述百餘種，並旁搜《元秘史》、《元典章》、《元文類》各書”，還廣泛收集域外史料，吸收前人成果，對一些曆史的空白作了補充。例如，元初的《脫卜赤顏》，即《元朝秘史》，記載成吉思汗開國事跡，被當成絕密資料，藏之金匱石室，連史官也不能看。元朝中葉修《太祖實錄》，天曆年間修《經世大典》，都曾請求查閱，但均未獲準。所以《元史》作者在寫元初三帝本紀時，隻能根據傳聞，結果事實顛倒重複，年代不準。魏源根據後出的《元朝秘史》等書及域外史料，對從太祖至憲宗四朝的史實進行了大量補充。也由於同樣的原因，《元史》中沒有西域傳，《元一統誌》僅載內地各省情況，缺少漠北、遼東、西域的詳情，《元史·地理誌》僅有一《西北地附錄》。針對這種疏闕，魏源創補了太祖、太宗、憲宗三朝平服各國傳，並根據耶律楚材《西遊錄》、劉祁《北使記》、劉鬱《西使記》、邱長春《西遊記》等書，補敘了一些西域的情況。
在體例方麵，魏源采納了劉知幾、鄭樵等人的意見，並仿照歐陽修《新五代史》以“司天、職方考”置於列傳之後的先例，將《元史新編》的列傳置於表、誌之前。而列傳的編寫，又變舊史“一人一傳”形式，首創“以類相從”的形式，按開國、世祖、中葉、元末四個時期人物的主要事跡，以類重新編次（如功臣、相臣、武臣、文臣等），收傳事與傳人雙倍之功效。對舊誌則廣泛參比各種史料，或刪或補；《藝文誌》、《氏族表》則補用錢大昕同名著作。所有這些體例上的改變與創新，都有利於史料的安排與敘述上的方便。
至於史識，魏源可稱具有進步的史學觀，這是由他進步的世界觀決定的。《元史新編》是他晚年的作品，鴉片戰爭及西方資本主義國家入侵給中國帶來的屈辱與危機，使本書突出表現了魏源的愛國主義思想。而且，他所愛的國家乃是一個多民族的中國，因此他並不是站在某一個民族的狹隘立場來看待中國曆史，不把漢族建立的王朝作為惟一正統的王朝。中國民族眾多，各民族都曾建立過自己的政權，甚至導致分裂割據。《元史新編》卷四十“中葉言臣”陳思謙說：“通計秦、漢以來，上下二千餘年，天下一統者，六百餘年而已。”可見割據的政權在中國曆史上所占的時間很長。曆史上的遼、金、元等王朝，實際上都是由契丹、女真、蒙古等少數民族割據的王朝發展壯大，奪取全國政權，才成為中國統一的正統王朝的。據此，魏源對元朝統一中國的業績作了充分的肯定。
魏源能有這樣的胸懷，在於他完全沒有狹隘的民族主義偏見，因而他在《元史新編》中對明朝人的民族主義偏見，多處予以批評。如他在《擬進呈元史新編表》中說：“明人好訾前代，每謂元起朔方，混一中夏，創製顯庸，以遼、金新附者為漢人，以宋人為南人，以此用人行政，皆分內外三等。內色目而疏中原，內北人而外漢人、南士，事為之製，曲為之防。其用人，則台省要官皆據於世族，漢人、南人百無一二。中葉以後，破格知遇者，官至集賢翰林院大學士而止，從無入相秉樞之事。以臣觀之，殆不盡然。方太祖、太宗開創之初，即以耶律楚材為相，其所舉用，立賢無方。世祖混一南北，複相史天澤，而劉秉忠參讚大計，已同內相。其餘如趙璧、宋子貞、張文謙、姚樞、許衡、葉李等，並入中書輔政。初無內蒙古、色目，外漢人、南人之見。惟中葉以後，始分畛域。”這就是說，隻是到了元朝後期，蒙古統治者才明顯地歧視漢人和南人。
魏源認為，元朝後期“內北人而外漢人、南人”的種族歧視政策，加深了民族間的矛盾，這還隻是元朝滅亡的原因之一。而“中原財賦耗於僧寺佛事者十之三，耗於藩封勳戚者十之二”，以致“貧極江南，富歸塞北”，激起漢族人民的反抗，是元亡原因之二。海都乃顏諸王叛於北，安南、緬甸等叛於南，窮年遠討，致使元廷虛敝，外強中幹，為元亡原因之三。“於是黃河潰於北，海漕梗於南，盜賊起於東，大盜則一招再招；官至極品，空名宣敕，逢人即授；屯膏吝賞於未熾之初，而曲奉驕子於燎原之後；人心愈渙，天命靡常”，才是元亡的原因之四。他認為這些原因都是蒙元統治集團所造成的，是值得後人借鑒和吸取教訓的。實際上，這也是他編纂《元史新編》所寄寓的深意所在。因為鴉片戰爭之後的清王朝內外形勢日趨惡化，貴族統治集團的腐朽暴露無遺，民憤日增，太平天國興起，清朝統治幾乎已到了危亡的前夜。所以，魏源上述關於元朝滅亡原因的論說，其深意也是在提醒和警示清朝貴族統治者。
盡管用意如此，但衡量當時的政治形勢，魏源認為目前還不宜將《元史新編》和《擬進呈元史新編表》進呈上去。直到鹹豐六年（1856），也就是魏源逝世前一年的秋天到浙江杭州時，才托時任浙江巡撫的何桂清“隨奏疏而上進”。大概就在此時，魏源將原寫成的“序”，改為擬托浙江巡撫進呈的“表”，一時倉卒，以致造成題為“表”而末又雲“序”的前後不一致現象。然而不知何故，魏源囑托何桂清代為奏進竟未成事實，遺恨於次年三月病逝。他留下的《元史新編》雖說已經脫稿，但並沒有完全定稿，正如其族孫魏光燾所說：“論次略就而歿，稿落仁和龔氏，已而複入於莫君祥芝。光燾承乏新疆，聞王益吾祭酒言，亟寓書索還。”魏光燾得到書稿後，便委托同裏學者鄒代過、歐陽俌為之校勘。據鄒代過說：“所遺原稿，其中已錄清本者十餘冊，多有抄胥倒亂及訛奪難於理會之處，其就舊史塗改各底本，間為他手竄易，或至紕繆不可思議。”可見原稿中既有已錄的清本，也有據坊刻舊史塗改的草稿，不僅草稿中有別人竄改之跡，就是清本中也有倒亂，更不用說散佚失去的。所以鄒代過整理原稿時，除了進行校勘訂正外，還進行了續補的工作。
在《元史新編》續補的內容中，較有價值的是卷五十七《宗室世係表下》所作的考證。鄒代過是鄒漢勳的侄孫，是一位擅長於曆史地理的學者。他見《宗室世係表》“原稿采輯寥寥，未及成編”，便依據原稿緒論的端緒，搜討舊史本紀及誌、傳有關資料，並參考近代各家考訂，“審其名字之異同，推其生世之先後，據事跡以詳其時代，辨分地以別其宗支”，將考證結論散附於表後，成了檢索元宗室世係的一份重要史料。
經過鄒代過、歐陽俌八年的校正補定，《元史新編》始於光緒三十一年（1905）由魏光燾以邵陽魏氏慎微堂名義刊行，其中本紀十四卷，列傳四十二卷，表七卷，誌三十二卷，共九十五卷。除列傳中《元末群盜》、《釋老傳》、《遺逸傳》有目無傳外，其他基本上都統一了體例。
綜觀全書的編纂體例，確如魏光燾《敘》中所言“創定體例，獨出己裁”。除具有列傳采用分期方法“俾類相從”、“傳人與傳事相兼”的重要特色之外，“講究書法，褒貶史事，以懲惡勸善”，是其在曆史編纂學上的另一大特點。
孔子《春秋》問世以來，講究書法成了封建正統史學的傳統之一。魏源早年治《公羊春秋》，對於“文見於此而起義在彼”那一套“微言大義”的書法，當然是嫻熟於心。因而在《元史新編》中，他多次提到《春秋》，甚至以《春秋》自比。在史書體例上，何人可以立本紀，何人可以立專傳，魏源認為應該有個標準。例如，他認為寧宗懿璘質班不該立本紀，而可以將其史跡附於《文宗紀》之末。他說：“烏乎！《春秋》未逾年之君稱子，故子般不與閔公並立廟諡。寧宗以負扆匝月之殤，而入廟稱宗，立後媲諡，無一人引大誼以匡正之，斯元代禮臣博士之陋也。修史者又踵其失而立本紀，斯又明臣之陋也。今以附諸《文宗本紀》之末。”對於此事，魏源還在卷十六中再一次嘲笑《元史》編纂者不懂史法：“末哉，元世之儒臣乎！至順帝之弟懿璘質班，年甫七歲，一月而殤，不但非未逾年之君，乃亦入廟稱宗，且追立皇後，尤史冊未有之笑柄也。”
魏源認為《元史》中列傳的編纂也有“糠秕眯目，四方易位”不當立傳而立專傳的失誤。如舊史對平服東南少數民族的怯烈、脫力世官、昔都爾、張禧、王國昔等並非要人者，卻都列有專傳。魏源認為這些人“皆偏裨鷹犬，止宜附傳大帥之末，而動輒特傳，此史法之所以不尊與”！又如平金的文臣武將，舊史有四十餘人，魏源並為十一，其中趙迪、杜豐、邸琮、田雄等人，因其無一突出事跡可記，故僅附其姓名而已。這也體現了魏源“列傳之立，非紀耀武，乃懲黷武”的史學思想。
魏源作史中，對史料取舍、議論與否的標準，還貫徹了《春秋》書事“懲惡而勸善”的原則。為了揭露投降派的罪惡，魏源在卷二十九《平宋功臣》後特附宋降臣傳，並論曰：“劉整、呂文煥、夏貴、留夢炎之徒，身為將相大臣，乃亦趨降恐後，無複愧恥，不章其惡，則賊臣接踵，豈尚有所顧忌哉！”對於這一點，魏光燾在《敘》中也突出了魏源“申《春秋》之義而書亡宋降臣，慨宗社之墟而記末年群盜”的深刻用意。
研究《元史》並進行改修，是清代史學家的重要成績之一。前有成書於康熙朝的邵遠平《元史類編》四十二卷，乾、嘉時有錢大昕《補元史》之《藝文誌》四卷、《氏族表》三卷，稍後又有汪輝祖之《元史本證》五十卷及徐鬆未及卒業的《元史西北地理附注》、《諸王世係表》等。魏源乃以一人之精力，數年之時間，借鑒邵氏研究之成果，“增益以錢、汪諸氏之考訂，徐鬆之緒論，就《元史》刪其繁蕪，補其闕漏，訂其謬誤，成《元史新編》一書，乃改造《元史》第一部較為成功之著作也”。所以，盡管從今天的研究角度而言，《元史新編》還存在不少錯誤疏漏之處，但魏源創新史傳編纂體例、開啟晚清西北史地研究之風氣及指引後學在蒙元史研究中以中西史料互補互證方麵的開先河，都是功不可沒的。故梁啟超在《中國近三百年學術史》中說：“魏著訛舛武斷之處仍不少，蓋創始之難也。但舍事跡內容而論著作體例，則吾於魏著不能不深服。彼一變舊史‘一人一傳’之形式，而傳以類從。但觀其篇目，即可見其組織之獨具別裁。章實齋所謂‘傳事與傳人相兼’，司馬遷以後未或行之也。故吾謂魏著無論內容罅漏多至何等，然固屬史家創作，在斯界永留不朽的價值矣。”
二、為贈亡友詩箋漢唐鹹豐四年（1854）魏源仍在興化，“不與人事，惟手訂生平著述”。其中道光二十年自序的《詩古微》二十卷本，距今已14年了，魏源想修訂為二十二卷印行。因而在《古微堂外集》和《湖南文征》卷八十所收的《詩古微序》中均說：“《詩古微》凡二十有二卷，上編六卷，並卷首一卷，通語全經大誼；中編十卷，答問逐章疑難；下編五卷，其一輯古序，其二演外傳。”二序不同的是，《古微堂外集》本序標題下注有“初稿”二字，而《湖南文征》所收序文末有魏源自注：“此敘末段已軼其稿，望小舫代查刊本改正之。”可見二序文都是魏源倉卒之間未及核對原刊本的初稿，《湖南文征》所收之序則是他交給陳沆之子“小舫”者。今以此序文與道光二十年序文對校，內容大體相同，唯末段文字稍有改動，且少了“察乎人倫庶物，魚川泳而烏雲飛也，郊天假而廟鬼享也。不反乎性，則情不得其原；情不得其原，則文不充其物。何以達性情於政事，融政事於性情乎”等數行文字。這大概就是他自注中需請小舫代查刊本補正的文字。由此可知，魏源此次修訂重刻，原擬以二十卷本之序直接移用，不再重作，故請小舫代為補正。