隋大业五年(609),姚思廉奉炀帝之命,与起居舍人崔祖濬修《区宇图志》,这是一部历史地理著作,共250卷。
唐代史家刘知几在叙述唐修国史情况时指出:“贞观初,姚思廉始撰纪传,粗成三十卷”。这是武德、贞观二朝唯一的一次修成纪传体国史。由于思廉修这部国史是在贞观初,因此推知其内容应是“武德朝”史。这部国史的本来面目已无法窥见。唐高宗显庆元年(656),长孙无忌与令狐德棻缀集武德、贞观二朝史为80卷,显然,思廉所撰的国史为其奠定了基础。
姚思廉费时数十年撰写的重要史著,当推继承父业而成的《梁书》、《陈书》。其父姚察不仅以文知名,而且潜心于修梁、陈二史,他在梁、陈、隋朝都任过史职,参与过国史的修撰。并且在陈宣帝时开始修前代史——梁史。陈亡入隋后,开皇九年(589),隋文帝诏授姚察秘书丞,命其撰梁、陈二代史。这样,在官方的支持下,姚察开始了全面系统的编纂工作。大业二年(606)姚察去世,二史尚未修成。在临终时他将修撰体例交给儿子,嘱他继续写完。思廉哭泣着接受了父亲的嘱托,从此,就开始了续撰工作。经内史侍郎虞世基奏闻隋炀帝,从而得到了官方的支持。
唐初,曾两次诏修前代史,姚思廉均参予撰修工作。第一次是武德五年(622),唐高祖诏修前代六史,对梁、陈史的分工是:大理卿崔善为、中书舍人孔绍安、太子洗马萧德言修梁史,秘书监窦琎、给事中欧阳询、秦王府文学姚思廉修陈史。但这次修史没有成功就作罢了。第二次是贞观三年唐太宗诏修前代五史,思廉受诏与秘书监魏徵同撰梁、陈二史。贞观十年(636)正月,《梁书》、《陈书》与同时所修《北周书》、《北齐书》、《隋书》一起修成上进。
梁、陈二史是姚氏父子接续而作。魏徵也在贞观初参与了修撰。那么,姚思廉对梁、陈二史做了多少工作呢?从书中史论的署名上大体可见端倪。《梁书》有三卷无史论,署“陈吏部尚书姚察曰”二十五篇,另有署“史臣陈吏部尚书姚察曰”一篇(“史臣”二字当为衍文);署“史臣曰”二十七篇;署“史臣侍中郑国公魏徵曰”一篇。《陈书》有一卷无史论,署“陈吏部尚书姚察曰”二篇;署“史臣侍中郑国公魏徵曰”一篇;署“史臣侍中郑国公魏徵考览记书,参详故老,云”一篇(兼补充史实);署“史臣曰”三十三篇。由以上数字可大体看出,就《梁书》而言,姚察与姚思廉所撰基本相当,而《陈书》,则多为思廉所撰。魏徵是以监修身份加以指导,共写了三篇论。虽然姚察有开创之功,但思廉对梁、陈二书的贡献是最大的。从撰述数量上看,思廉明显多于姚察,而且,思廉在贞观初奉诏修史,又要根据唐皇朝的政治需要,对姚察所撰部分作必要改动。思廉对梁、陈二书是有续撰、整理、定稿之功的。没有思廉的竭尽全力,这两部史书就很难问世。因此梁、陈二书题姚思廉撰,世人从无异议。这两部书也基本上反映了姚思廉的史学思想和文风特点。