东汉永平五年，正在家乡埋头修史的班固，被人告发“私改作国史”，直接被押入京兆大狱，连他私下撰写的史稿也被全部查抄。此时距离父亲班彪去世已经过去两年，班固接过父亲未完成的续史遗稿，决心把从汉高祖刘邦到王莽篡汉的完整西汉一代历史梳理成书，却没想到这份私人修史的志向，差点给自己招来杀身之祸。幸运的是汉明帝看到书稿之后，非但没有降罪，反而欣赏班固的史学才华，直接召他进入皇家兰台，任命为兰台令史，正式给了他官方修撰西汉全史的身份。
进入兰台之后，班固拥有了接触皇家密藏档案的权限，此前散落民间的西汉诏令、群臣奏疏、天文志录都成了他笔下的一手史料。他没有完全沿袭《史记》的通史体例，而是开创性地以“断代为史”的思路，把西汉二百三十年的历史从先秦通史中独立出来，构建起纪、表、志、传完整的史书体系，把十二位西汉帝王的本纪、各类名臣士人列传、天文地理礼乐等专门志书全部整合为一部完整的一代之史，彻底跳出了此前《史记》通史叙事的框架，为后世二十四史确立了断代史的标准范式。
班固修史的过程前后持续了二十余年，他始终秉持着极为严谨的实录精神。对于西汉帝王的功绩他如实记载，对于汉武帝后期穷兵黩武导致民生凋敝、汉宣帝时期吏治严苛的种种弊政，他也从不刻意隐讳，甚至专门设立《酷吏传》《外戚传》，把西汉中后期外戚专权、吏治腐败的真实面貌完整呈现出来。同时他还补充了大量《史记》中没有收录的重要史料，比如贾谊的《治安策》、晁错的《削藩策》、董仲舒的《天人三策》，这些关乎西汉一代兴衰的核心政论，全靠《汉书》的收录才得以完整流传到后世。
永元元年，窦宪率军北征匈奴，班固受邀随军担任中护军，没想到窦宪后来因擅权被汉和帝清算，班固也受牵连被免官，最终被仇家借机陷害，冤死在狱中。此时《汉书》的八表和《天文志》还没有最终完稿，汉和帝随后下诏让班固的妹妹班昭继续补完剩余部分，又指派马续协助班昭整理《天文志》，这部凝聚了班氏两代三人毕生心血的巨著，才最终得以全部完成。
从班彪动笔到班昭补完，《汉书》前后历经四十余年才最终成书。它以严谨的叙事、详实的史料、典雅的文笔，完整记录了西汉从布衣起兵到盛世繁荣，再到后期社会矛盾积累最终走向崩溃的完整历程，成为了中国历史上第一部体例完备的断代史。后世把《汉书》和《史记》并称“史汉”，班固也和司马迁并列，成为了中国古代史学史上两座并立的不朽丰碑。
