《三国志》是一部记载魏、蜀、吴三国鼎立时期的纪传体断代史。其中，《魏书》三十卷，《蜀书》十五卷，《吴书》二十卷，共六十五卷。记载了从220年（魏文帝黄初元年），到280年（晋武帝太康元年）60年的历史。
陈寿是晋臣，晋是承魏而有天下的，所以，《三国志》便尊魏为正统。在《魏书》中为曹操写了本纪，而《蜀书》和《吴书》则只有传，没有纪。记刘备则为《先主传》，记孙权则称《吴主传》。这是编史书为政治服务的一个例子，也是《三国志》的一个特点。
陈寿虽然名义上尊魏为正统，实际上却是以魏、蜀、吴三国各自成书，如实地记录了三国鼎立的局势，表明了它们各自为政，互不统属，地位是相同的。就记事的方法来说，《先主传》和《吴主传》，也都是年经国纬，与本纪完全相同，只是不称纪而已。陈寿这样处理，是附合当时实际情况的，这足见他的卓识和创见。《三国志》总起来说记事比较简略，这可能与史料的多少有关。陈寿是三国时人，蜀国灭亡时31岁。他所修的《三国志》在当时属于现代史，很多事是他亲身经历、耳闻目见的，比较真切，按说是有条件搜集史料的。但因为时代近，有许多史料还没有披露出来；同时，因为恩怨还没有消除，褒贬很难公允，也给材料的选用和修史带来了一定的困难。
从魏、蜀、吴三书比较来看，《蜀书》仅得十五卷，较魏、吴两书更简。这大概是魏、吴两国的史料多于蜀的原故。陈寿写《三国志》时，魏国已有王沈的《魏书》、鱼豢的《魏略》，吴国也有韦昭的《吴书》可作参考，这给陈寿搜集史料提供了极大方便。而蜀汉既没有史官，也没有现成的史书可借鉴，搜集史料就非常困难。陈寿费了很大气力，连一些零篇残文也注意搜寻，《蜀书》才仅得十五卷之数。《蜀书》中的许多重要人物的事迹，记载都十分简略，可见蜀汉的史料是相当缺乏的。另外，因为政治上的原因（也有可能是他治学态度比较严谨），陈寿也可能舍弃了一些材料，如牵涉到司马懿的一些不光彩的事，不便写，只好舍弃了。
陈寿所著的《三国志》，与前三史一样，也是私人修史。他死后，尚书郎范頵上表说：“陈寿作《三国志》，辞多劝诫，朋乎得失，有益风化，虽文艳不若相如，而质直过之，愿垂采录。”由此可见，《三国志》书成之后，就受到了当时人们的好评。陈寿叙事简略，三书很少重复，记事翔实。在材料的取舍上也十分严慎，为历代史学家所重视。史学界把《史记》、《汉书》、《后汉书》和《三国志》合称前四史，视为纪传体史学名著。