義熙初，裴鬆之先後擔任員外散騎侍郎，吳興故鄣縣縣令等職，後升調回朝廷，改任尚書祠部郎。
義熙十二年（416年），太尉劉裕（即宋武帝）率軍北伐。裴鬆之時任司州主簿隨軍北行。劉裕十分賞識裴鬆之，讚他有“廟廊之才”，將他轉任治中從事史。晉軍占洛陽後，劉裕委任之為封國世子洗馬。裴鬆之成為劉裕集團中的重要成員。
《三國誌》裴鬆之注本
東晉時曆仕零陵內史、國子博士等。入宋後任中書侍郎。宋文帝以陳壽所著《三國誌》記事過簡，命他為之作補注。他在《上三國誌注表》中說，“臣前被詔，使采三國異同以注陳壽《三國誌》。壽書銓敘可觀，事多審正。誠遊覽之苑囿，近世之嘉史。然失在於略，時有所脫漏。臣奉旨尋詳，務在周悉。上搜舊聞，傍摭遺逸。按三國雖曆年不遠，而事關漢、晉。首尾所涉，出入百載。注記紛錯，每多舛互。其壽所不載，事宜存錄者，則罔不畢取以補其闕。或同說一事而辭有乖雜，或出事本異，疑不能判，並皆抄內以備異聞。若乃紕繆顯然，言不附理，則隨違矯正以懲其妄。其時事當否及壽之小失，頗以愚意有所論辯。”所以裴注不僅解釋地理名物等，更主要的在於補充原書記載的遺漏和糾正錯誤。同一事幾家記述不同的，他都收錄進來，以備參考。對於史事和人物，裴注有所評論；對於陳壽議論的不當，裴注也加以批評。裴注搜羅廣博，引書首尾完整，不加剪裁割裂。為了注釋《三國誌》，他收集了三國時期的原始材料達一百五十多種，博引各家著作的原文，注文字數約超過原文的三倍。據沈家本統計，注中引書“經部廿二家，史部一百四十二家，子部廿三家，集部廿三家，凡二百十家。”由此許多《三國誌》中失載的曆史事實得以保存。裴注中也有運用傳統注釋方法的地方，《四庫全書總目提要》說：“其初意似亦欲如應劭之注《漢書》，考究訓詁，引證故實。……蓋欲為之而未竟，又惜所已成，不欲刪棄，故或詳或略，或有或無，亦頗為例不純。”侯康說：“至於箋注名物，訓釋文義，裴注間而有之而不詳，蓋非其宗旨所存。”楊翼驤先生在《裴鬆之》一文中將這部分裴注歸納為字音、文義、校勘、名物、地理、典故若幹類。他認為：“作注的目的主要是增廣事實，而這一類的批注不過是附帶的工作”。他注《三國誌》的重點是補闕和糾謬。正如他在《上三國誌注表》中所說：“壽所不載，事宜存錄者，則罔不畢取以補其闕；或同說一事而辭有乖雜，或出事本異，疑不能判，並皆抄納，以備異聞；若乃紕繆顯然，言不附理，則隨違矯正以懲其忘；其時事當否及壽之小失，頗以愚意有所論辯。”裴注的最大特點，就是廣采博引，極大地豐富了原書的內容。特別是他所引用的原始材料今天大部分已經亡佚，幸而保留在裴注中，因而史料價值就非常珍貴。讀《三國誌》時，一定要把裴鬆之的注文當作正文來讀。裴注為史書注釋開辟了新的廣闊道路。
針對當時史書“疏略寡要”、“時有脫漏”的問題，裴氏將補闕列為第一項，主要補記重要事件與人物。如曹操推行屯田一事，陳壽僅在《武帝紀》和《任峻傳》中用50幾個字略作記載，僅僅說明了“軍國之饒，起於棗祗而成於峻”。而曹操在這一重大決策上有何認識與領導，推行中有何艱辛，推行後有何成效，陳壽則未作評敘。裴注以180字的篇幅闡明了以上問題，將屯田一事作為曹魏定國的重大國策看待，在掌握史事要領這一層麵上，裴氏顯然高一籌。又如諸葛亮七擒孟獲一事，反映了蜀漢以“攻心為上”的和戎政策，又是進行北伐前安定後方的重要措施，陳壽一筆帶過，而斐氏補充200多字，其識見亦在陳壽之上。王弼開魏晉玄學之先聲，陳壽僅以23字記之。裴氏引何邵《王弼傳》補其生平與學說，引孫盛《魏氏春秋》反映時人的評斷，引《博物誌》介紹家世，為我國思想史的研究，提供了重要史料依據。馬鈞其人其事，在《方技傳》中了無涉及。裴氏以1200多字補充其生平與重大發明創造，有關指南車、翻車、連弩、發石車以及織綾機的記載，反映了當時的科技生產水平，填補了科技史研究的空白。與重大事件與人物有關的重要文獻亦是補闕的內容，如曹操的《明誌令》、《舉賢無拘品行令》、曹丕的《與吳質書》，李密的《陳情表》等，亦由裴注得以傳世。
所謂備異與懲妄，是針對同說一事，而各書記載卻“辭有乖雜，或出事本異，疑不能判”之情況而言的。“並皆抄內、以備異聞”為備異，依本誌或引證它書做“隨違矯正”工作，為懲妄。二者往往難以截然分開。如劉備三顧茅一事，《諸葛亮傳》所記情節已人所共知，但魏人魚豢《魏略》和西晉司馬彪《九州春秋》所記則不同，認為是諸葛亮先拜訪劉備。裴氏將兩書記載均抄錄於注中，可為備異；又對其說加以辨析，引《出師表》所說“先帝不以臣卑鄙，蝟自枉屈，三顧臣於草廬之中，谘臣以當世之事”一段，說明“非亮先詣備”這一結論，可謂懲妄。這種備異，懲妄，往往以壽書作為對比對象，再擴及到對其他史書的品評和總結。如在《魏書·文昭甄皇後傳注》中，錄有王沉《魏書》褒美甄後的記載，與壽書截然不同。裴氏依據《春秋》之義，認定《魏書》“崇飾虛文”，並說“推此而言，其稱卞、甄諸後言行之善，皆難以實論”，從而斷定“陳氏刪落，良有以也”。
對陳壽失誤而他書正確處，亦作明確判斷。如《吳書·樓玄傳注》引虞博《江表傳》所載樓玄自殺事，裴氏徑直判斷為“《江表傳》所言，於理為長”。《吳書·諸葛恪傳注》引胡衝《吳曆》所載，裴氏判斷為“《吳曆》為長”。這種評斷，在論辨一條中有更多體現。論辨包括評史事與評史書兩個方麵，評史事者隨處可見，是史家主體認識的直接表達，因與本論題關係不大，故略而不論，評論史書，則有總結同期史著優劣的史學批評的意義，是本文討論的內容之一。裴氏對《三國誌》一書的評論，既有在上表中的全麵評價，又有散見於各注中的肯定或批評，是較為全麵的；對同期其他史書，則多取零金碎玉式的評點，概括來看，這些評論大致可分為體例安排、敘事描寫兩個方麵。
中國史書體例自《春秋》、《史記》後，編年體、紀傳體兩體漸趨成熟，盡管仍存在二體優劣的爭論，但其體式已較固定。裴氏較關注的是對現有體例，尤其是做為正史的紀傳體的規範化問題。紀傳體以人物傳記為主，專傳、合傳較好掌握，而類傳如何劃分，則頗不一致。裴氏主張取“事類相從”的原則，他說：“臣鬆之以為列傳之體，以事類相從。張子房青雲之士，誠非陳平之倫。然漢之謀臣，良、平而已。若不共列，則餘無所附，故前史合之，蓋其宜也。”肯定了司馬遷首創“事類相從”的合理性，然後批評陳壽將非為一類的人放在一傳中，有失體例。如賈詡之儔，實屬“算無遺略、經權達變”的奇士，應放在善作籌劃的程昱、郭嘉等人的類傳中，但卻放在了德智兩全有王佐之風的二荀（荀彧、荀攸）之列，裴氏以之“失其類”，“其猶夜光之與蒸燭乎？其照雖均，質則異焉”，本質的異同，應是區分類傳的第一要義。其次，行事相類亦為重要原則。如魚豢《魏略·勇俠傳》不計人物生年而按人物行事將漢末孫賓碩四人編入魏，是依據“其人接魏，事義相類”的原則處理的。