《旧唐书》在文献上主要依据唐代史家所撰的国史和实录。国史,自唐初姚思廉首撰,中经令狐德棻、吴兢、韦述等续撰,得一百一十三卷。安史之乱中,韦述不顾自己的“经籍资产,焚剽殆尽”而保全了国史。实录,是唐代史馆的重要撰述,自高祖至武宗,历朝都有实录。《旧唐书》于武宗以前史事,多直接采用唐人所撰国史和实录,保存了丰富的原始材料。书中史论也往往采唐人之说,如“史臣韦述曰”“史臣韩愈曰”“史臣蒋系曰”等。这不免有未改前讳和称谓不确之陋,但也避免了妄加推测、故作雕饰的弊端。《旧唐书》部帙浩繁,成书仓促,也有撰述不精的地方,传有重出,人有遗漏,经籍著录残阙,唐末帝纪单薄,是几个突出的缺陷。
《旧唐书》记事,追叙隋大业十三年(617年)李渊太原起兵,正式起于唐武德元年(隋义宁二年,即618年),迄于哀帝天祐五年(908年)二月,实则唐已亡于上年(907年)四月,首尾290年史事。帝纪遵吴兢等国史体例,立武则天为本纪,不采唐史家沈既济以武则天事入皇后传之说。志十一篇,包括礼仪、音乐、历、天文、五行、地理、职官、舆服、经籍、食货、刑法,在见识和编次上均不及《隋书》志。列传以多人合传为主要形式,中唐以前人物,分合有序,可窥匠心。类传有外戚、宦官、良吏、酷吏、忠义、孝友、儒学、文苑、方伎、隐逸、列女等。关于民族与外域,有突厥、回纥、吐蕃、南蛮、西南蛮、西戎、东夷、北狄诸目,写出了唐代广泛的民族联系和丰富的域外知识。