司马迁自称其先祖是颛顼时期的天官。《史记·太史公自序》记载“昔在颛顼，命南正重司天，火正黎司地。唐、虞之际，绍重、黎之后，使复典之，至于夏、商，故重、黎氏世序天地。”周宣王时期，司马迁的祖上来到秦国。他的直系祖先是战国时期秦国著名的武将司马错。秦惠文王时期，司马错曾经在朝堂上与张仪辩论，辩论内容被收入《战国策·秦策》，后收入《古文观止》，名为《司马错论伐蜀》。辩论胜利后，秦惠文王派司马错等人出兵巴蜀，得胜而守之。六世祖司马靳为名将武安君白起副手，参与长平之战，坑杀赵卒四十万人，司马错、司马靳等军事之功为秦国奠定了一统天下的军事基础。

司马迁的父亲是西汉武帝时期太史令司马谈。司马谈是当时一位非常杰出的学者，著有《论六家要旨》一文，系统总结了春秋战国秦至汉初以来阴阳、儒、墨、法、名、道各家思想的利弊得失，并对道家思想进行了高度肯定。该文是对春秋战国以来的诸子百家思想的高度概括和凝练总结。

司马谈在约汉武帝建元六年至元封元年间任太史令。公元前145年，司马迁出生于家乡夏阳（今陕西省韩城市）。从小受到良好的教育。在《史记·太史公自序》上，司马迁说：“迁生龙门，耕牧河山之阳。年十岁则诵古文。”司马迁在“山环水带，嵌镶蜿蜒”（《韩城县志序》）的自然环境里成长，既被山川的清淑之气所陶冶，又对民间生活有一定体验。10岁，司马迁随父亲至京师长安，得向老博士伏生、大儒孔安国学习；家学渊源既深，复从名师受业，启发诱导，获益不浅。这个时候，正当汉王朝国势强大，经济繁荣，文化兴盛的时候，张骞奉使通西域，卫青、霍去病大破匈奴，汉武帝设立乐府，也是司马迁在京城里丰富见闻，热情迸发的时候。

司马迁大约22岁开始外出游历——“南游江、淮，上会稽，探禹穴，窥九疑，浮于沅、湘，北涉汶、泗，讲业齐、鲁之都，观孔子之遗风，乡射邹、峄，厄困鄱、薛、彭城，过梁楚以归。”回到长安以后，做了皇帝的近侍郎中，主要职责是守卫宫殿门户，管理车骑，随从皇帝出行。他随汉武帝到过平凉、崆峒，又奉使巴蜀，他到过当时最南边的昆明。司马迁在读万卷书的基础上，开始行万里路，司马谈要求他儿子来进行一次为期两年多的全国漫游。司马迁从20岁开始的全国漫游，是为写《史记》做准备的一次实地考察，他亲自采访，获得了许多第一手材料，保证了《史记》的真实性和科学性。他这个漫游，也是《史记》实录精神的一种具体体现。

此外他遍历名山大川，饱览了祖国山河的壮美，陶冶了性情，从而也提高了他的文学的表现力。所以说司马迁的这次漫游，正是司马迁走向成功的极为坚实的一步，是非常典型的所谓读万卷书，行万里路。

公元前110年（元封元年），汉武帝举行大规模的巡行封禅，步骑十八万，旌旗千余里，浩浩荡荡。司马迁的父亲司马谈是史官，司马谈这时候却病了，经过汉武帝的允许留在洛阳养病，正好司马迁从长安匆匆赶去追随汉武帝，在洛阳见到了他奄奄一息的父亲司马谈。

司马迁在为《史记》写的“自序”里，详细记录了司马谈在“河、洛之间”对他说的那番语重心长的遗嘱。司马谈说：余先，周室之太史也，自上世尝显功名于虞、夏，典天官事，后世中衰，绝于予乎？汝复为太史，则续吾祖矣。今天子接千岁之统，封泰山，而余不得从行，是命也夫，命也夫！余死，汝必为太史。为太史，无忘吾所欲论著矣。且夫孝始于事亲，中于事君，终于立身，扬名于后世，以显父母，此孝之大者。夫天下称颂周公，言其能歌文、武之德，宣周、邵之风，达太王、王季之思虑，爰及公刘，以尊后稷也。幽厉之后，王道缺，礼乐衰，孔子脩旧起废，论《诗》、《书》，作《春秋》，则学者至今则之。自获麟以来，四百有余岁，而诸侯相兼，史记放绝。今汉兴，海内一统，明主贤君忠臣死义之士，余为太史而弗论载，废天下之史文，余甚惧焉，汝其念哉！

司马迁俯首流涕，对父亲发誓说：“我虽不聪敏，请容许我把您已记录编排过的有关过去的传闻，完整地书写出来，绝不敢有缺漏。”洛阳相会，就这样成为这一对钟情于历史学的父子之间的生死之别。汉武帝元封元年（前110年）司马谈去世，三年之后，司马迁承袭父职，任太史令，同时也继承父亲遗志（司马谈临终曾对司马迁说：“余死，汝必为太史；为太史，无忘吾所欲论著矣。”)，准备撰写一部通史。汉武帝太初元年（前104年），司马迁与唐都、落下闳等共同定立了“太初历”，该历法改变了秦代使用的颛顼历以十月为岁首的习惯，而改以正月为岁首。从而，为中国的农耕社会奠定了其后两千年来所尊奉的历法基础。之后司马迁便潜心修史，专心写作，开始了《史记》的写作。

汉武帝天汉二年（公元前99年），名将“飞将军”李广的孙子李陵主动请缨出击匈奴，兵败被俘，汉武帝震怒。满朝文武都认为李陵叛降，全家当诛。而在这时，身为太史令的司马迁却为李陵辩护。他认为李陵兵败投降是因为“矢尽道穷，救兵不至”，而且李陵是希望“欲得其当而报汉”。李陵虽然兵败，但是他以少胜多，以弱胜强，“其所摧败，功亦足以暴于天下”。司马迁这番表述却没有得到汉武帝的理解。汉武帝认为他是藉李陵之功，诋毁这场战争的主帅李广利（此人为汉武帝宠姬李夫人的哥哥），进而批评自己用人不当，造成军事失利。汉武帝因而大怒，将司马迁投入牢狱，以“诬罔”（欺骗皇帝）的罪名判处死刑。当时的死刑有两种方式可以充抵，第一种是“令死罪入赎钱五十万减死一等””。另一种是按照汉景帝时期所颁布的法律“死罪欲腐者，许之”，处以腐刑（阉割）。由于没有足够的金钱可以赎身，司马迁只得屈辱地接受腐刑。对此他曾表示过“祸莫憯于欲利，悲莫痛于伤心，行莫丑于辱先，而诟莫大于宫刑。刑余之人无所比数非一世也”。

出狱后，司马迁改任中书令，发愤撰写史书，亦欲“究天人之际，通古今之变，成一家之言”，完成了中国第一部纪传体通史——《史记》。《史记》最初没有书名，司马迁将书稿给东方朔看，东方朔佩服不已，将其命名为《太史公书》，后世称《太史公书》为《史记》。

“史记”原本乃各国史书的通称，司马迁的著述也正是参考战国时期各国史记所作。但后来因为《太史公书》的影响，大约在东汉时期，就已经成为此书专名。司马迁完成《史记》后，知道该书不被当世所容，故预先将副本存之名山，流传后世。

司马迁以其“究天人之际，通古今之变，成一家之言”的史识，成就了《史记》——中国历史上第一部纪传体通史。全书130篇，五十二万六千五百余字。《史记》全书包括十二本纪（记历代帝王政绩）、三十世家（记诸侯国和汉代诸侯、勋贵兴亡）、七十列传（记重要人物的言行事迹，主要叙人臣，其中最后一篇为自序）、十表（大事年表）、八书（记各种典章制度记礼、乐、音律、历法、天文、封禅、水利、财用）.对后世的影响极为巨大，被称为“实录、信史”，被鲁迅先生誉为“史家之绝唱，无韵之离骚”，列为前“四史”之首，与《资治通鉴》并称为史学“双璧”。因此司马迁被后世尊称为史迁、史圣。与司马光并称“史界两司马”,与司马相如合称“文章西汉两司马”。

司马迁的著作，除《史记》外，《汉书·艺文志》还著录赋八篇，均已散失，唯《艺文类聚》卷30引征《悲士不遇赋》的片段和有名的《报任安书》（即《报任少卿书》）。《报任安书》表白了他为了完成自己的著述而决心忍辱含垢的痛苦心情，是研究司马迁生平思想的重要资料，也是一篇饱含感情的杰出散文。《悲士不遇赋》也是晚年的作品，抒发了作者受腐刑后和不甘于“没世无闻”的愤激情绪。