《后汉书》记事上起汉光武帝刘秀建武元年（25年），下讫汉献帝建安二十五年（220年），囊括东汉一代一百九十六年的历史。范晔原计划写十纪、十志、八十列传，十志，他委托谢俨代撰。谢俨卷入统治阶级内部斗争，与范晔同以谋反罪名被杀，志稿与范晔所写的序例随之散佚。梁人刘昭注《后汉书》时，因范晔曾称赞过西晋人司马彪的《续汉书》，遂取其八志以补范书之缺。
创作主旨
范晔在狱中，写了一篇《狱中与诸甥侄书》，自述其编纂《后汉书》的目的是，“欲因事就卷内发论，以正一代得失”，这样明确地提出写史为政治服务，可以说是历史上的第一人。因此，范晔特别重视史论，他采用论赞的形式明文评论史事，把史论作为重心，成为《后汉书》的一个特点。
体例创新
《后汉书》大部分沿袭《史记》、《汉书》的现成体例，但又有所创新。首先，他在帝纪之后添置了《皇后纪》。东汉从和帝开始，连续有六个太后临朝，把她们的活动写成纪的形式，既名正言顺，又能准确地反映这一时期的政治特点。其次，《后汉书》新增加了《党锢》、《宦官》、《文苑》、《独行》、《方术》、《逸民》、《列女》七个类传。范晔是第一位在纪传体史书中专为妇女作传的史学家；首创的《文苑传》更是把握了汉代的文学发展趋势，将孔门四科中地位最低的文学摆到了应有的位置；此外，《党锢传》《宦官传》都是为反映一代特点、概括一代大事而设立的。
此外，范晔还继承了司马迁“通古今之变”的编撰思想，在很多序、论中，打破朝代的断限，尽量地把某一历史现象的发生、发展及其结果描述清楚，力图有所归纳。这种从历史形势发展上论述古今变异，总结历史发展规律的史学研究方法是可取的。例如，在《党锢列传》序中，范晔详细地论述了从春秋到汉末士风的变迁，认为“上好则下必甚，矫枉故直必过，其理然矣”，看到了某些历史现象向矛盾的对立面发展，企图用“理”来概括说明；在《党锢列传》序中，范晔还用四组矛盾的事物来比喻党锢问题所面临的矛盾，阐述了作者的朴素辩证法思想，这在过去的史书上是极少见的。
艺术特色
《后汉书》结构严谨，编排有序。如八十列传，大体是按照时代的先后进行排列：最初的三卷为两汉之际的风云人物；其后九卷是光武时代的宗室王侯和重要将领；卷十三至四十二，卷首人物则生活在明、章、和三帝时期，并以行止相近或依世系合传。下面又有十一卷安、顺帝时期的名人，再下是桓、灵、献三朝人物；六十六至七十四卷为循吏等九个杂传，最后六卷为边族列传。《后汉书》的严谨还表现在范晔能够坚持一事不两载的编撰原则，凡一事与数人相关的，则见于此必不见彼。全书经过范晔的悉心订核，“简而且周，疏而不漏”。
范晔作史，十分讲究文采，其《后汉书》文辞优美，简洁流畅，不仅惯于大量使用对句、整句，而且在句式上出现了四六相间的标准骈体形式，造句明显倾向于整齐化、骈俪化；范晔还致力于追求语言的声韵美，运用音韵的规律来润色序论的创作，其序论赞，文辞精美、音节和谐、铿锵可诵，富有音律美。
同时，范晔使用的类叙法也很有特色。他把人品相同的人合为一传，有时甚至打破时间界限，如王充、王符和仲长统皆因立论切中时弊，本人又淡泊荣辱，虽不同时代也合为一传。这样就大大地增加了书的容量，给不少人品很好但事迹不多的人造成了立传机会。
思想倾向
范晔是一个无神论者，反对天命论、图谶说。在《李通传》论中，他对李通以“刘氏复兴，李氏为辅”的谶文鼓动刘秀起事评论说：“天道性命，圣人难言之，况乃臆测微隐，猖狂无妄之福，污灭宗亲，以觖一切之功哉！”他还在《张衡传》中收录了张衡的反图谶疏，表明了赞同的态度。他把吴雄、赵兴和陈伯敬三人合载于《郭躬传》后，吴雄、赵兴两人不信巫师，故犯妖禁，非但没有族诛反而三世为官；陈伯敬矩步端膝，讳言死字，却不免刀锯，范晔通过史实论证了阴阳禁忌的荒诞。
《后汉书》的进步性还体现在勇于暴露黑暗政治，同情和歌颂正义的行为方面。《后汉书》一方面揭露鱼肉人民的权贵，另一方面又表彰那些刚强正直、不畏强暴的中下层人士。在《党锢传》中，他为二十一人立传，竭力歌颂他们的气节，对张俭、范滂、李膺等人也写得生动传神。范晔虽然同情人民的痛苦，但反对农民起义，他对黄巾起义基本上持否定态度，并未对起义领袖张角等立传。