后又拜中郎将，奉使西南，对沟通汉与西南少数民族关系起了积极作用，写有《喻巴蜀檄》、《难蜀父老》等文。

后被指控出使受贿，免官。过了一年，又召为郎，转迁孝文园令，常称疾闲居，有消渴疾，病免，卒。

司马相如的文学成就主要表现在辞赋上。《汉书·艺文志》著录“司马相如赋二十九篇”，现存《子虚赋》、《上林赋》、《大人赋》、《长门赋》、《美人赋》、《哀秦二世赋》6篇，另有《梨赋》、《鱼□赋》、《梓山赋》3篇仅存篇名。

《隋书·经籍志》有《司马相如集》 1卷，已散佚。明人张溥辑有《司马文园集》，收入《汉魏六朝百三家集》。