成書過程
胡三省自寶祐四年（1256年）開始專心著述《資治通鑑廣注》，賈似道門客廖瑩中聘其校勘《通鑑》，以教授弟子。日後以三十年的歲月為《通鑑》寫注，初稿有97卷。南宋末年，在逃難新昌時，將97卷《資治通鑑廣注》書稿裝進木箱，掩埋在村旁的山野里。亂過之後，返回家中，發現書稿全被竊賊盜劫。胡三省毫不氣餒，又重新寫起，時年已四十六歲，閉門絕客，日夜疾書，“孜孜衛翼，拾遺補誤，亦幾乎司馬氏之忠臣而無負”，至元二十三年（1286年），《資治通鑑音注》全部成編，公認是對《資治通鑑》的注釋最佳者。有學者對胡注《唐紀》部分所引用書目進行了全面的統計，並對其中的佚書進行輯考，發現胡三省光是《唐紀》即引用102位學者之論點，引文超過一萬條，可謂旁徵博引，還包含大量的佚書，皆遠超過司馬光的《通鑑考異》。
胡三省另撰有 《資治通鑑釋文辨誤》十二卷，是針對史照的《通鑑釋文》三十卷進行訂正工作。不過胡三省在注《通鑑》時又有意無意地襲用了史照《釋文》的成果。
特色
胡三省針對《通鑑》中
《資治通鑑音注》大量的僻字進行注釋，如《周紀一》“威烈王”的稱謂，胡三省所作釋文為：“名午，考王之子。諡法：猛以剛果曰威，有功安民曰烈”。胡注更正不少《通鑑》的錯誤，例如《晉紀四》“散騎常侍石崇”條下，胡注曰：“前書‘侍中石崇’，此作‘散騎常侍’，必有一錯。”《資治通鑑‧卷第一百六十一》載：侯景攻城，“城內擲雉尾炬，焚其東山，樓柵盪盡，賊積死於城下。”，胡三省註：“死於城下者，豈能賊哉？侯景驅民以攻城，以其黨迫蹙於後，攻城之人，退則死於賊手，進則死於矢石。”《資治通鑑‧卷二百一十四》記載，開元二十二年“鑿漕渠十八里，以避三門之險。”胡三省註：“參考新、舊志，乃是鑿山開車路十八里，非漕渠也。”
錯誤
自然胡注難免也會有某些錯誤。例如：胡三省在《資治通鑑》中“實編戶，王公已下皆正土斷白籍。”一文，注釋白籍為：“時王公庶人多自北來，僑寓江左，今皆以土著為斷，著之白籍也。”胡三省將鹹和二年的土斷當成了第一次土斷，因此誤解了“實編戶”與“皆正”二字的含義，成了解釋上的大問題。《通鑑》周赧王四十五年范睢下胡注云：“睢，音雖，”錢大昕《通鑑注辨正》更正為：“考武梁祠畫像作范且，且與雎同字，宜從且不從目，注讀為雖，失之甚矣。”《通鑑》卷一百一十八載：“裕以康為河東太守，遣兵救之，平等皆散走。”胡注曰：“詳考上文，詳考上文，未知平等為何人？”查《宋書·王康傳》“平”即指邵平，為溫公所誤削其姓。《資治通鑑》卷第一百三十五：“十二月，戊戌，以司空褚淵為司徒。淵入朝，以腰扇障日，征虜功曹劉祥從側過，曰：‘作如此舉止，羞面見人，扇障何益！’淵曰：‘寒士不遜！’”胡三省注曰：“腰扇，佩之於腰，今謂之摺疊扇。”朱舜水指出：“豈有佩之於腰，而謂之腰扇者？且亦非摺疊，若雲摺疊，凡扇皆然，何煩注釋。”《資治通鑑》卷一百七十一《陳紀五》載：“齊主游南苑，從官賜死者六十人。”胡注曰：“史言齊主淫刑以逞”，查《北齊書·後主本紀》原文：“幸南苑，從官暍死者六十人。”，“暍”字被司馬光改成了“賜”字，實應是指中暑而死，非賜死。《資治通鑑》卷第二百九：“上幸玄武門，與近臣觀宮女拔河。”胡注稱：“以麻絚巨竹分朋而挽水，謂之拔河。”這是對拔河的錯誤見解。
顧炎武在《日知錄》卷二十七有列舉胡注誤處。有學者指出《通鑑》卷二六三開平三年六月胡注“急趨自西門人”為：“按唐長安城十門，西南三門，惟延平門近南山耳。長安既丘墟之餘，且城大難守，使師厚不以奇兵入西門，岐兵亦不能久也。”此處有誤。
