太初元年（前104），司马迁四十二岁，他倡导并参与制定的《太初历》得以完成颁行。这既是一件国家大事，也是司马迁人生旅程中值得纪念的一座里程碑。这一年，司马迁修正《史记》断限，正式着手定稿《史记》。中国古历是伴随农业生产而发展起来的阴阳合历，它的历月节令都是为农业生产服务的。农业是我国古代国计民生的经济命脉，而农业生产季节性很强，它对历法有很大的依赖性。所以制历成为国家大政。古代帝王掌握制历权，也就掌握了一种控制社会的具有实际意义的措施。周代从天子到诸侯，都把历书样本供奉在宗庙，每月初一要用少牢举行告朔礼。西周只有天子才有制历权。春秋时，王纲坠地，但周天子仍手握制历权，诸侯都要行用周历，因此颁历就成了表示周天子共主地位的一条纽带。战国时各国称王，自行制历，周天子的共主地位，也就不复存在。由此可见，历法在政治生活中的重要意义。
战国时阴阳家兴起，创立五德终始学说，给历法更蒙上一层天命循环转移的色彩，更加神秘化。历法记载吉凶禁忌、礼神祭日等迷信内容，成了沟通天人感应学说的一条红线。改历定正朔，象征天命攸归，它不仅是国家大政，而且是圣君贤王的标志，不是一般君主所能轻易施行的政治了。司马迁在《史记·历书序》中说："王者易姓受命，必慎始初，改正朔，易服色，推本天元，顺承厥意。"《五帝本纪》写黄帝、尧、舜都十分重视历法工作，并把它作为国家政权的象征。汉朝建立，要不要制定新历，朝廷上层进行了长期的争论。按五德终始，汉应何德，先后有三种说法。汉高祖自认是赤帝子，色尚赤，以十月为岁首。文帝时丞相张苍主张汉为水德，色尚黑，仍以十月为岁首。文帝十二年（前168）鲁人公孙臣主张汉应是土德，色尚黄，应改正朔，易服色，而早在文帝初年，政论家贾谊就上书提出封禅、改历等一整套调整国家大政的问题，因事关重大，一直迁延没有进行。汉武帝外伐四夷，内兴功作，获得了巨大的成功，要以封禅、改历来象征西汉的极盛，因此调整国家大政以及调整祭礼天地山川百神的礼仪，势在必行。司马迁时逢其遇，不仅参与了封禅礼仪，而且亲自发起并参与改历，这是千载难逢的机遇，所以说这是他人生旅程中值得纪念的一座里程碑。司马迁激动非凡，他在《太史公自序》中特地大书：五年而当太初元年，十一月甲子朔旦冬至，天历始改，建于明堂，诸神受纪。据《汉书·武帝纪》载，太初历的颁布，在大初元年五月：夏五月，正历，以正月为岁首，色上黄，数用五，定官名，协音律。
《汉书·律历志》详细记载了制历经过。汉武帝元封七年，太史令司马迁与太中大夫公孙卿、壶遂等上书，"言历纪坏废，宜改正朔"，汉武帝征求了御史大夫儿宽和博士们的意见后，诏令司马迁等"议造汉历"①。汉武帝对这次制历极为重视。征召全国著名天文学家参与。有侍郎尊大、典星射姓、治历邓平、长乐司马可、酒泉侯宜君、方士唐都、巴郡落下闳等官方和民间专家二十余人，既分工协作，又发挥各人所学专长，共制定了十余部历法，即十余种推步方案，经过严格筛选，决定采用邓平历。汉武帝在明堂举行了① 司马迁虽然守丧致仕，而汉武帝出巡，他仍然要奉召扈从，故元封二年有扈从武帝负薪塞河之事。司马迁被夺情，足见此时君臣相知。
盛大的颁历典礼，并改年号元封七年为太初元年，故称新历为《太初历》。颁历之后，对政治制度典章礼仪和官制进行了调整，这就是汉武帝的太初改制。
《太初历》是我国古代第一部比较完整的历法，这次制历也