歐陽修在《新五代史》基本完稿後，被調至朝廷任職，隨後便受命主持修撰《唐書》。《新五代史》是歐陽修的私人撰述，而《唐書》則是官修。據曾公亮《進〈唐書〉表》：《唐書》修撰約始於仁宗慶曆四年（1044），至嘉祐五年（1060）成書奏呈，曆時17年。除歐陽修外，參加修撰的有宋祁（996—1061），他是主要的參撰者；還有範鎮、王疇、宋敏求、呂夏卿、劉羲叟等，“並膺儒學之選”。
五代時，史家已撰有《唐書》，百年之後，北宋史家為何又要再撰《唐書》？曾公亮《進〈唐書〉表》提出了兩點認識。第一，認為前史“紀次無法，詳略失中，文采不明，事實零落”，需要“補緝闕亡，黜正偽繆，克備一家之史，以為萬世之傳”。第二，認為對於“為國長久”的唐朝曆史，處於五代的“衰世之士，氣力卑弱，言淺意陋，不足以起其文”，難以起到“垂勸戒，示久遠”的作用。這兩條，前者是針對舊史本身所說，後者是就史學的社會作用提出的，它們反映了北宋中期統治集團對唐史撰述新的要求。後人為區別兩部《唐書》，稱五代所修者為《舊唐書》，北宋所修者為《新唐書》。
《新唐書》225卷，包括本紀10卷、誌50卷、表15卷、列傳150卷，是《史記》、《漢書》以來體例比較齊備的紀傳體史書。其中，列傳為宋祁所修，是著手最早的；範鎮作誌，呂夏卿製表；歐陽修中途參與著述，“接續殘零，刊撰紀、誌六十卷”[63]，並負責主修全書。根據思想和文字風格判斷，《新唐書》的本紀10卷，誌、表的序，以及《選舉誌》、《儀衛誌》等，皆出自歐陽修的手筆。
《新唐書》是官修，不同於《新五代史》是私撰，但它在撰述思想上仍然貫穿著歐陽修師法《春秋》的旨趣。《新唐書》於武則天紀、傳兩立，歐陽修解釋為則天皇後立本紀的根據是：“昔者孔子作《春秋》而亂臣賊子懼，其於弑君篡國之主，皆不黜絕之，豈以其盜而有之者，莫大之罪也，不沒其實，所以著其大惡而不隱歟？自司馬遷、班固皆作《高後紀》，呂氏雖非篡漢，而盜執其國政，遂不敢沒其實，豈其得聖人之意歟？抑亦偶合於《春秋》之法也。唐之舊史因之，列武後於本紀，蓋其所從來遠矣。”[64]在呂後、武後問題上，把馬、班之作和唐之舊史都跟“聖人之意”、“《春秋》之法”扯到一起，這是一種陳腐的見解，是歐陽修作史的敗筆。從論說的口氣看，歐陽修對自己所論也是沒有十分的把握的，但師法《春秋》的意圖和熱情還是促使他做這樣的解說。他又說：“《春秋》之法，君弑而賊不討，則深責其國，以為無臣子也。憲宗之弑，曆三世而賊猶在。至於文宗，不能明弘誌等罪惡，以正國之典刑，僅能殺之而已，是可歎也。”[65]憲宗之死與陳弘誌有關，而其一度逍遙法外，自有曆史原因，這不是所謂“《春秋》之法”就可闡明的。歐陽修並不是沒有見識的史學家，但師法《春秋》的撰述思想，限製了他的曆史見解的發揮。他所撰寫的本紀10卷，過於簡略，有類編年事目，原因也在於此。