诸葛亮像
陈寿作《三国志》，取材审慎斟酌，下笔不苟。试以《蜀书·诸葛亮传》为例：关于刘备与诸葛亮初次相识的经过，鱼豢《魏略》与司马彪《九州春秋》都说是诸葛亮自己去见刘备的，陈寿不取此说，而根据诸葛亮《出师表》中的自述：“先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中。”故记载此事说：“由是先主遂诣亮，凡三往乃见。”建兴三年（225年），诸葛亮征南中事，习凿齿《汉晋阳秋》载诸葛亮如何七擒七纵孟获，“南人不复反”，未免夸大其词，也不符合历史事实，陈寿亦不取，只说：“亮率众南征，其秋悉平。”当时又有一种传说：诸葛亮北伐屯于阳平，城中兵少，司马懿率军20万经至城下；诸葛亮巧摆空城计，吓退司马懿。这个传说既不是事实，也不合情理，陈寿弃之不取。又如《吴书·孙策传》关于孙策之死，虞溥《江表传》、干宝《搜神记》都以为是孙策杀道士于吉的报应，陈寿独以为是妖妄，削而不书，仅载孙策出行，为许贡宾客所射，中创而死。这样的例子很多，足见陈寿取材的审慎态度。
《三国志》虽称名作，但也有不足和缺陷。全书只有纪、传，而没有志，给后世了解三国典章制度带来许多不便。书中所作诸传甚多，照顾的方面也很广，大凡三国时期在政治、经济、军事上有关系的人物，以及在学术思想、科技文化上有贡献者，皆网罗其中，或立专传，或作附传，但却遗漏了一些重要人物，如张仲景与华佗都是建安年间的名医，华佗立有专传，张仲景却无传；马钧是当时“天下之名巧”，也没有给他立传。故刘知几《史通·人物篇》批评陈寿“网漏吞舟”是有道理的。此外，叙事过简，曲笔太多也在一定程度上影响了史书的质量。