刘知几与友人吴兢撰成睿宗、则天、中宗三朝实录，奏于执政，请援例恩赏。这是知几在修史任上卓有成效的国史、实录修撰，其中《睿宗实录》二十卷、《则天实录》三十卷、《中宗实录》二十卷。刘知几与吴兢合作主修了三朝实录凡七十卷，这是他撰成《史通》之后在史学上的又一重大贡献。除上述与吴兢合修三朝实录外，还曾单独撰修过《睿宗实录》及《太上皇实录》。还有同吴兢合修的《高宗后修实录》。这样，刘知几实际上参与了高宗、武后、中宗、睿宗四朝实录的修定工作。
四朝实录保存了大量的唐代前期的史料，《旧唐书》乃大抵抄撮唐代史料成书，包括吴兢、韦述等人相继撰述的《唐书》和各朝实录。刘知几对唐前期的正史史料得以详细地记载，做出了极大贡献。仅从这方面的成就而论，刘知几也不愧为一名称职的史官。朝廷奖励其修史之功，封他为“居巢县子”，实现了他多年的愿望。
刘知几的长子刘贶任太乐令，触犯法律而判罪流放，为此事，知几“诣执政诉理”，皇帝听到十分震怒，于是贬授他为安州都督府别驾，安州治在安陆县，就是今湖北安陆县北，已是远离京师。别驾，较之左散骑常侍，降级一品。旅途的辛劳，贬官的苦闷，使刘知几到了安州不久就去世了，追赠为汲郡太守，又追赠工部尚书，赐谥“文”。
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