第三个时期从三十九岁（699年）调京任职到六十一岁（721年）贬安州别驾卒，为修史与 著述时期。这段时间，知几“三为史臣，再入东观”，除最后一年贬安州外，一直都在 京城修史。先后官定王府仓曹、著作佐郎、左史、风阁舍人、著作郎、太子中允、率更 令、秘书监等职，参修《三教珠英》、《唐史》及实录。
    从表层看，知几这段时期是任当其职，偿其修史夙愿了。其实却大谬不然，武氏掌权 后，曾爆发过徐敬业匡复庐陵王，讨伐武后的战争，以后宫廷政变不断，武韦庶族与李 氏贵族斗争激烈，直到唐玄宗在斧声烛影中平定太平公主，才重又出现开元之治。如果 说贞观之治与开元之治是马蹄形的两端，那末知几一生正好处在它的底部。入京奉职后 ，武氏党人垄断志局，对修史工作横加干涉，胡乱指挥，致使史馆成为“素食之窟宅， 尸禄之洲薮”。这就引起了知几的极端不满，深感“任当其职而吾道不行，见用于时而 美志不遂”，郁怏孤愤，无以寄怀，故上书萧至忠，指陈史馆弊病，要求罢退，并发愤 总结自己多年史学心得，将超越之理想化为具体之著述，以私家之力撰写《史通》一书 。
    知几在史馆深感一家之言的学术不能自由发展，超越的价值理想与现实秩序之间始终存在着紧张。这是决定他政治态度的一大重要因素。在李氏贵族与武韦贵族的倾轧中，有两件事可证明他是忠于李唐王室的。一是讳嫌历来只避皇帝、皇后，从不避太子，而玄宗（隆基）在东宫，他以音类其名改子玄，可说是比较特殊的做法；二是景龙二年（711 年）太子隆基亲奠国学，有司草仪注，令从臣都乘马著衣冠，他上《衣冠乘马议》，认 为博带褒衣，草履高冠，是车马之服，非马上所施，用心如汉司马相如《谏猎赋》，怕 长裙广袖，鸣珮纡组，太子稍有不慎，容易马惊人坠，有损威仪。由此二事可知，他对李唐政权是维护的，或者说玄宗对他是有向心力的。有人说他二哥知柔曾参加平定徐敬业，自然他也属于坚决维护武氏统治之列。此说显然不能成立。而文化革命中，史学沦为政治任意使唤的婢女，知几也被胡诌为法家学者，是武氏政权的吹鼓手。事实上他在史馆二十年颇不得意，后半生完全站在李唐一面，是一个道地的尊重儒家经典的历史派儒家学者。
    开元九年（721年），知几六十一岁，因长子贶犯事流配，上疏诉理，触怒玄宗，贬安州别驾。他到安州后，抑郁孤愤，不久苦闷而死。他的不幸很有代表性或象征性，这是那个时代多数杰出学者的通常命运。
    知几一生著述很多，除参修过《三教珠英》、《唐史》及各种皇家家录外，尚有《文集》三十卷，虽已亡佚，但尚有部分诗文保存至今。主要代表作则是他一生惨淡经营，象征我国古代史学成就高峰的《史通》。
    二
    《史通》是知几屡移寒暑，倾毕生心血撰成的系统史学理论著作。全书二十卷，分内外两编，上帙三十六篇，下帙十三篇，共四十九篇。现在流传的各种版本都注内编《体 统》、《纰谬》、《驰张》三篇，目存文佚，王应麟《玉海》卷四十九加《文质》、《 褒贬》两佚目，计五篇。《新唐书·本传》称“著《史通》内外四十九篇”，与今本一 致，则五代或北宋初五篇已亡。惟王应麟所加两篇是否可靠，尚难定论。
    透过目录学史之有关专书，我们可以看到，历代对《史通》的归类及看法都非常混乱 。《旧唐书·本传》谓“知几著《史通子》二十卷，备论史策之体”，但《经籍志》未予著录；《新唐书·艺文志》列《史通》入集部文史类，次于《文心雕龙》、《诗品》之后；《崇文总目》载杂史类，郑樵《通志》入正史通史类，都误其性质而错置。只有晃公武《郡斋读书志》、纪昀《四库总目》录入史评类，尤袤《遂初堂书目》置于史学类，较为允当。张之桐《书目答问》将史评分为两类，一类论史法，如《史通》与《文史通义》；一类论史事，如《唐史论断》与《读通鉴论》，已觉史法、史事有异。近代梁启超大倡“史界革命”，认为“批评史书者，史学所赖以建设也，自有史以来，得三 人焉。在唐则刘知几，其学说在《史通》；在宋则郑樵，其学说在《通志·总序》、《 艺文略》、《校雠略》、《图谱略》；在清则章学诚，其学说载《文史通义》”。又说 “自有左氏、司马迁、班固、荀悦、杜佑、司马光、袁枢诸人，然后中国始有史；自有 刘知几、郑樵、章学诚，然后中国始有史学”。并以《史通》、《文史通义》为理论， 以区别于事论（如《历代史论》、《读通鉴论》）、杂论（如《十七史商榷》、《二十二 史 札记》）。可说是历经千余年，才明确了《史通》的性质。