Главным трудом Татищева стала «История Российская с самых древнейших времён» в 4 частях. Она начинается с древней истории славян и доведена до 1577 года (непрерывные летописные известия доведены до 1558 года). Сохранились также наброски по истории XVII века. Работу над «Историей Российской» Татищев предположительно начал в 1720‐х годах. Опубликована же она была в 1768–1784 годах. Татищев знал только польский и немецкий языки и для знакомства с источниками на латыни и древнегреческом пользовался услугами переводчиков Академии наук. Как писал Татищев, он собрал в своей библиотеке более тысячи книг, однако большей их частью воспользоваться не смог из-за незнания языков. Татищев писал свою «Историю» в форме летописи – в виде хроники датированных событий, явной связи между которыми нет. Первая редакция «Истории», сохранившаяся для второй части в одном из списков, была написана языком, стилизованным под древнерусский язык летописей. В дальнейшем Татищев собирался перевести на язык XVIII века весь свой труд, но успел сделать это только для второй части. Первые две части историк успел оснастить примечаниями, содержащими ссылки на источники, тогда как в двух последних частях такие ссылки отсутствуют. Только в материалах по истории XVII века сохранились эпизодические ссылки на источники. Татищев обнаружил и опубликовал два таких важнейших правовых памятника, как Русская Правда и Судебник Ивана Грозного 1550 года. Источниковедческую проблему составляют так называемые «татищевские известия», содержащие информацию, не имеющую аналогов в известных в настоящее время других исторических источниках. Порой это довольно большие фрагменты текста, включающие пространные речи князей и бояр. Иногда Татищев комментирует эти известия в примечаниях, ссылаясь на летописи, неизвестные современной исторической науке, – Ростовскую, Голицынскую, Раскольничью, Летопись Симона-епископа. В большинстве же случаев источник известий не указывается. В «Истории» также фигурирует Иоакимовская летопись – вставной текст, снабжённый особым введением Татищева и представляющий собой краткий пересказ особой летописи, повествующей о древнейшем периоде истории Руси IX–X веков. Автором Иоакимовской летописи Татищев считал первого новгородского епископа Иоакима Корсунянина, современника Крещения Руси. А.Л. Шлёцер и особенно Н.М. Карамзин считали источники «татищевских известий» подложными. Так, Карамзин Иоакимовскую летопись называл «шуткой» (мистификацией) Татищева, а Раскольничью летопись рассматривал как «мнимую» и не использовал «татищевские известия» в своей «Истории государства Российского» и в примечаниях опроверг ряд из них. Отметим, что известия Иоакимовской летописи имеют параллели в других летописных и нелетописных источниках, что может свидетельствовать как о древности её сведений, так и о позднейшем заимствовании фальсификаторами. Большинство историков считает Иоакимовскую летопись компиляцией конца XVII века. В то же время допускается, что в этой компиляции могли присутствовать фрагменты действительно очень древних источников.
