輝煌世著《通鑒》斐然
熙寧4年（1071年）。司馬光又辭去了永興軍一職，改判西京（今河南洛陽）留司禦使台，這是一個閑散職位。從此司馬光便在洛陽住了15年，遠避朝廷黨爭，完成了主編《資治通鑒》的任務。
司馬光一生的主要成就，與其說在政治方麵，不如說在學術方麵。他的著述極多，除現存的《溫國文正司馬公文集》80卷外，還有《涑水紀聞》32卷，《稽古錄》20卷，《通鑒節要》60卷等等，再加上《資治通鑒》，司馬光之著述，在曆史文學上是少有人可與之匹敵的。
《資治通鑒》是司馬光主編的輝煌巨著，共分294卷。這部編年體中國通史，上起周威烈王23年（公元前403年），下至後周世宗顯德6年（959年），記述了1362年的曆史。此書的成就、地位和作用，在中國史學和世界史學史上都堪稱不朽之作。
司馬光早就想編一部簡明係統的中國通史，自從他當了諫官等職以後，有了一定的條件，於是試著編了《周紀》和《秦紀》。宋英宗看了以後極為讚賞，讓司馬光繼續編下去，並且為他創造了優越的條件，設立書局，並給他配備了助手。司馬光先後選了劉恕、範祖禹等人為主要助手，司馬康幫助抄校。由於具備了人員、史料這兩大條件，再加上到洛陽後有了一個安定的環境，這部巨著終於圓滿完成了。
司馬光的修書精神與毅力令人感動。為了修書，他常常拒不見客，夜以繼日地工作。所參考的書之多，後人為之歎絕。據說光是草稿，就堆滿了兩間房子。《資治通鑒》一書凝集著司馬光畢生的心血，如果從治平3年（公元1066年）編修《通鑒》的書局成立算起，到元豐7年（1084年）修成為止，曆時就有19年之久；如果從嘉佑年間著手《通誌》時算起，那麼時間就不下30年。英宗對司馬光編《資治通鑒》給予很大支持，英宗去世後，神宗也極為重視這一工作，他把原穎王府邸舊書2400卷賜給司馬光，並認為司馬光所編之書“以鑒於往事，有資於治道”，賜書名為《資治通鑒》。元豐7年書成後進呈神宗，神宗特降詔獎諭司馬光，稱讚他“博學多聞，貫穿古今”，“成一家之書”，並厚加賞賜，所以擢升司馬光為資政殿學士。
司馬光編撰《資治通鑒》的目的非常明確：“鑒前世之興衰，考當今之得失。”即是總結曆史經驗，麵對社會現實，使當朝執政者能夠借鑒曆史，解決現實社會中存在的重大問題，使北宋封建統治能夠長期鞏固下去。從這一意義上說，《資治通鑒》可以說是一部供皇帝閱鑒的曆史教科書。
司馬光在取材上特別注意“資治”的原則，在具體編撰中，一是刪長舉要，便於政務繁忙的君主得以閱鑒；一是專取曆代政治，使郡主得以“鑒前世之興衰，考當今之得失”。他對於在長達1362年的曆代王朝的治亂興衰中發生的重大事件、朝廷統治的得失成敗、重要政治人物的言論和行為、不同帝王的功過是非、農業的豐歉、人民的安定流離等，都作了突出的敘述。戰爭的勝負多是封建王朝興亡、盛衰的關鍵問題。《資治通鑒》對於重大戰役的描繪詳盡、具體而生動。為提醒帝王時刻警惕“官逼民反”這一封建社會中的普遍現象，《資治通鑒》對農民起義的記載也比較真實、具體。司馬光還在《資治通鑒》中寫了190條史論，引前人史論99條，這些史論雖因史事而發，但寓政論於其中，以幫助帝王明白是非。總之，凡是有益於治政的內容無不網羅。《資治通鑒》把史和政有機地融和為一體，體現了司馬光既是政治家，又是史學家的特殊才能。
《資治通鑒》問世以後，一直受到曆代封建帝王和學者的推崇和重視，宋末元初史學家胡三省在《新注資治通鑒序》中寫到：“為人君而不知《通鑒》，則上無以事君，下無以治民，為人子而不知《通鑒》，則謀身必至於辱先，做事不足以垂後。乃如用兵行師，創法立誌，而不知跡古人之所以得，鑒古人之所以失，則求勝而敗，圖利而害，此必然者也。”司馬光既為封建社會的群臣留下了寶貴的統治經驗，也為後人提供了鑒古知今的好教材，他的貢獻是有目共睹的。
重返朝廷更張新法
元豐8年（公元1085年）3月神宗病逝，其子趙煦繼位，是為哲宗，改元為元佑。年僅10歲的哲宗不能親政，朝中大權由他的祖母太皇太後高氏掌握。這位太後一向器重司馬光，反對王安石變法，她一上台，就派人問司馬光應當先辦什麼，司馬光說：“廣開言路。”神宗臨死之前曾留言讓司馬光和呂公著當趙煦的師傅。同年4月，司馬光入朝任門下侍郎，元佑元年（1086年）2月司馬光又升任尚書左仆射，做了宰相。這時他已經67歲，年邁力衰，身體多病，做宰相主持朝政雖已力不從心，但他還是兢兢業業為朝政操勞。