裴松之注补了《三国志》的大量史料，其中有许多涉及到三国史的重要内容。如曹操在许下屯田，陈寿只在《魏志·武帝纪》用了13个字，在《魏志·任峻传》用了41个字叙述，而裴氏则分别在《武帝纪注》引用王沈《魏书》补充了147个字， 在《任峻传注》中引用《魏武故事》补充了182字，将曹操实行屯田的原因、目的、 措施及效果都清楚地叙述出来了。又如著名哲学家王弼的生平事迹，裴松之也引用何劭《王弼传》传充了750多字，为后人研究王弼提供了珍贵的资料。 又如著名科学家马钧，裴松之在《杜夔传注》中引用傅玄的记述，介绍了马钧的生平事迹和发明创造，使这位科学技术家为后人所知晓。前人有说裴松之“博采群说，分入书中，其多过本书数倍”的，有说“裴松之注更三倍于正文”的。现经研究者仔细统计，《三国志》正文为36万多字，裴注为32万多字，正文比注文多出4万余字。也就是说， 裴松之几乎重写了一部《三国志》。《三国志注》是研究三国史的重要资料宝库。
    开创了史注的新体例，是《三国志注》的又一重要贡献。在裴松之之前已有不少史注，如给《史记》、《汉书》作注的，但那些注都是注重于字音、字义的注释和名物、地理、典故的疏解。裴注则把重心放在补充史实、列举异同、考辨真伪和发表评论上，形成了令人耳目一新的史注体例，从而开创了史注新法。《四库全书总目提要》称赞“其例最善”。清人李慈铭在《越缦堂日记》中云：“裴松之注博采异闻，而多所折衷，在诸史注中为最善，注家亦绝少此体。”可见，裴松之创史注新体例，得到了史学界的认同。
    《三国志注》保存了三国两晋时期的学者对于三国历史研究的成果，反映了当时的水平。当时，记述魏史的有鱼豢的《魏略》、王沈的《魏书》、阴澹的《魏纪》、孙盛的《魏氏春秋》及《魏世谱》等；记述蜀史的有王隐的《蜀记》、孙盛的《蜀世谱》等；记述吴史的有韦曜的《吴书》、胡冲的《吴历》、环纪的《吴纪》、张勃的《吴录》等；总述三国史的有陈寿的《三国志》，习凿齿的《汉晋春秋》等；三国历史的评论著作有孙盛的《异同评》、徐众的《三国评》等。由于种种原因，这些著作大都先后亡佚了。裴注大量引用了这些著作的内容，为后人研究这一时期的史学史提供了重要的资料。
    裴松之《三国志注》的成功，激发了他的后代对史学的浓厚兴趣。以史学名世的裴骃、裴子野便接踵出现了。
    裴骃，字龙驹，裴松之之子，曾任南朝宋中郎外兵曹参军。他从小受父亲耳提面命，好学不辍，知识渊博。他亲眼目睹其父补注名著《三国志》的成功，便选定更加著名的《史记》为之作注，撰《史记集解》80卷。《史记集解》是现存最早的《史记》注本，它与唐朝司马贞的《史记索隐》、张守节的《史记正义》，合称“史记三家注”，与名垂千古的《史记》长留人间。
    司马迁的《史记》是我国历史上第一部纪传体通史，为它作注的书不断出现。《史记集解》是第一家大型的综合性的注本。裴骃以徐广的《史记音义》为本，博取百家之说，兼采先儒之义。他不务浮词，取其精要，兼取异说，疑以传疑，他力陈己说，断以己意，言必有据，决不臆说。对于《史记》的“疏略抵捂”之处，他能辨则辨，决不强辨，不求全辨。他这种老老实实地对待历史名著的科学态度很值得后人效仿。
    裴骃知识渊博，集解《史记》广征博引，左右逢源。王鸣盛在《十七史商榷》中称赞他引用《尚书》、《左传》、《国语》、《孟子》、《战国策》等，能兼取各家注本，引书也非常广泛，从而保存了大量宝贵的历史资料。
    《史记集解》的重点不在史实的注补考辨，而在注音释义、辨正山川地理、名物制度、方言典故方面。清人邵晋涵指出：“裴骃引徐广《音义》，多识古文奇字、复取经传训释以为《集解》，扶微学而阐隐义，赖以不坠，是迁能述经典之遗文，而骃能存先儒之轶说，考诸经古义者必归焉。”又说：“裴氏《集解》，司马贞与张守节皆推重此书，为之敷阐之训，间存疏证，后人合为一书。”（《南村文抄》卷3）《集解》在中国文化史上的作用，受到学术界的重视。
    裴子野（469-530），字几原，裴松之之曾孙，裴骃之孙。著名的无神论者范缜为国子博士，虽未与子野谋面，但引为神交。子野为诸暨令，以礼治县，全境安定，百姓称颂。《宋略》完成后，梁武帝以子野为著作郎，掌国史及起居注。又兼中书通事舍人，通直员外郎，敕掌起草中书诏诰。普通七年（526年），武帝北伐， 令他作《移魏文》，受到朝中一致赞扬，武帝对子野说：“你身体很瘦弱，文章极雄壮。”迁中书侍郎。大通元年（527年）转鸿胪卿，领步兵校尉。 中大通二年（530年），裴子野逝世，年62。 梁武帝给予他很高的评价：“裴子野文史足用，廉曰自居，劬劳通事，多历年所。”他的著作很多，主要有：《集注丧服》2卷，《续裴氏家传》2卷，《众僧传》20卷，《附益谥法》1卷，《方国使图》1卷，《百官九品》2卷，《文集》20卷， 《宋略》20卷，当时并行于世，后均佚。代表作是《宋略》。
    《宋略》问世后，受到了当时和后世的好评。《梁书》称“其叙事评论多善”。《宋书》的作者沈约见而叹曰：“吾弗逮也。”范缜称赞说：“《宋略》20卷，弥纶首尾，勒成一代，属辞比事，有足观者。且章句洽悉，训故可传，脱置之胶庠，以弘奖后进，庶一夔之辩可寻，三豕之疑无谬矣。”（《以国子博士让子野表》）唐代刘知几说：“宋之言宋史者，以裴《略》为上，沈《书》次之。”刘知几的评价是具有权威性的。