神龙二年（706年），与徐坚、吴兢等修成《则天实隶》。

景龙二年（708年），辞去史职，开始私撰《史通》，详论史书之体例及内容，阐述自己对史学的见解。书成于景龙四年。

开元二年（714年），迁左散骑常侍。

开元九年（721年），儿子刘贶做太乐令犯罪，为之申辩，玄宗怒而贬其为安州别驾。同年卒，追赠为汲郡太守，又追赠工部尚书，赐谥“文”。

学术思想

　　刘知几认为史学家须兼备才、学、识三长，尤重史识。强调直笔，提倡“不掩恶、不虚美”，“爱而知其丑，憎而知其善”。刘尚实用，反浮词，抨击六朝骈文的颓靡之风，反对华而不实的辞赋，主张运用当代通用的语言，反对依仿古语，反对形式模拟。这些论点，都给后代散文家以启发和影响，乃是中唐古文运动之先声。

　　许冠三以为：“刘知几师承遍及四部。……但其中以《左传》、《论衡》、《文心》三书尤具决定性作用。”“《左传》是刘知几史学入门师，仰慕的‘述者之冠冕’，创建实录史学原理之实存典范，影响于《史通》字里行间。”“从《史通》所言史之大用与要务看，更显得知几是《左传》学派之传人。”（《刘知几实录史学探源》，《中华文史论丛》1982年第2辑）

　　许凌云提出，刘知几继承了孔子、司马迁以来的优良史学传统，继承了扬雄、桓谭、王充以来的批判哲学的战斗风格，也继承了前人着作，尤其是王充《论衡》和刘勰《文心雕龙》的撰述形式，写出了《史通》。许文重点分析了司马迁继《春秋》之业思想和所开创的通史家的道路、王充的实事求是的态度和怀疑批判精神、刘勰的史学思想与《文心雕龙》的编纂形式对刘知几的影响（《刘知几学术思想渊源》，《齐鱼学刊》1992年第1期）。符定波认为，刘知几把“史识”作为“好是正直，善恶必书”的高贵品质和勇敢精神，比孟子说得更明晰、更系统（《试论刘知几的史学渊源》，《常德师专学报》1982年第4期）。

　　谢保成指出，刘知几对历史着作的类别、源流和体例等方面的总结，是直接继承了《隋书经籍志》史部的分类和序论而加以理论化的（《〈隋书经籍志〉对〈史通〉的影响》，《中国史研究》1983年第4期）。