他便收集史料，撰写《后传》60余篇，意在补齐“太初以后，阙而不录”的部分，但未及完成即因病辞世。其子班固继父志，整理其父遗稿，叹其“所续前史未详”，遂开始编写一部始于高祖创业，终至王莽覆亡的(包括西汉全部历史的)《汉书》。后被人告发“私改国史”而被捕入狱。

其弟班超获悉，赶赴洛阳上书明帝，幸被召见，班因得以免罪，并被召为兰台令史。班固经过20余年艰苦耕耘，至汉和帝永元元年(公元89年)，正当这部巨著即完成时，又奉命从大军窦宪攻打匈奴，为中护军。后窦宪因擅权被杀，班固被牵连，死于狱中。《汉书》未成，稿本散乱。

幸而汉和帝知道班昭是一位博古通今、学识过人的巾帼奇才，即召她和马续到皇家的东观藏书阁续修《汉书》。昭为继父兄遗志，欣然奉召。在藏书阁经年累月孜孜不倦地阅读了大量史籍，整理、核校父兄遗留下来的散乱篇章，并在原稿基础上补写了八表：《异姓诸侯王表》、《诸侯王表》、《高惠高后文功臣表》、《景武昭宣元成功臣表》、《外戚恩泽侯表》、《百官公卿表》、《古今人表》和《天文志》。

至此，这部完整的《汉书》，历经40年的编撰工作，终告完成。虽先后经过四个人之手撰写，但读起来却“后先媲美，如出一手”，十分和谐。除整理、续写《汉书》外，班昭在传播和普及《汉书》方面，也颇有贡献。