Onsekiz yaşında "Kitabu Kadaya's-Sahabe ve't-Tabiin" ile "et-Tarihü'l-Kebir" adlı eserlerini yazan Buhari, ilim öğrenmek için Şam, Mısır, Basra ve Bağdat'a gitti. Bu amaçla altı yıl Hicaz'da kalan Buhari, hadis öğrenmek ve nakletmekle kalmadı, şiirle de ilgilendi. Ancak fazla şiir yazmadı. Savaş sporlarına ilgi duydu, ata bindi, ok attı. Yaşıtları Buhari'den övgüyle bahsederler. Onu övenler arasında büyük muhaddis İmam Müslim'de vardır. Buna rağmen, Buhari'nin üstünlüğünü çekemeyenler fitne çıkarmaktan geri kalmadılar ve Buhari'nin "Kur'an mahluktur" düşüncesini savunduğunu yaydılar. Bu dedikodulardan rahatsız olan Buhari, memleketi Buhara'ya döndü fakat burada da rahat edemedi. Buhara emiri ile arası açıldı. Buhara Emiri Halid Ibn Ahmed, çocuklarına Camiu's-Sahih'i ve et-Tarih'i okutması için Buhari'yi konağına çağırdı fakat Buhari, bu teklifi kabul etmedi. İlim meclislerinin herkese açık olduğunu, isteyenin gelerek yararlanabileceğini, ilmi valinin konağının duvarları arasına hapsedemeyeceğini bildirdi. Bu olay üzerine de Ahmed Ibn Halid, onu Buhara'dan sürdü.
Buhari, Buhara'dan ayrıldıktan sonra Semerkand'a gitti ve Hartenk köyünde bulunan akrabalarının arasına yerleşti. Semerkand'lılar, Buhari'den yararlanmak istediler ve bir heyet gönderip Semerkand'a gelmesi ricasında bulundular. Buhari, Semerkand'a gitmek için hazırlık yapmaya başladı ancak bu arada hastalandı ve Hicri 30 Ramazan 256 Miladi 31 Agustos 869'da Ramazan Bayramı gecesi vefat etti. Cenazesi, bayram günü öğleden sonra kılınarak Hartenk'e defnedildi.
İmam Buhari, keskin bir zeka ve ezberleme yeteneğine sahipti. Herhangi bir şeyi ezberlemesi için ona bir defa bakması veya onu bir defa dinlemesi yeterliydi. Bağdatlıların ve Semerkandlılar'ın onun zeka seviyesini denemek için sordukları sorular bunu göstermesi bakımından önemlidir. Gezileri sırasında dinlediklerini yazmaması ve kendisine takılanlara, dinlediği bütün hadisleri ezberden okuması da dikkat çekicidir. O aynı zamanda çok hadis ezberlemekle de şöhret bulmuştu. Kütübü sitte müelliflerinden en-Nesai, Buhari'yi bizzat görüştüğü şeyhler arasında saydıktan sonra şöyle demiştir: "O, inanılır, akıllı bir muhaddistir. İslam tarihinde ilk defa sahih kitap yazan odur." Bazi alimler onun için şöyle derler: "Buhari, Allah'ın yeryüzünde yürüyen ayetlerindendir." Necm b. el-Fazl diyor ki: "Rüyamda Rasulullah (S.A.V.) efendimizi gördüm. Bir köyden çıkmış gidiyordu ve arkasından İmam-i Buhari de onu takip etmekteydi. O bir adım atınca Buhari de bir adım atıyor ve ayağını Rasulullah (S.A.V.)'ın ayağını bastığı yere basıyordu. Kitabını da her bakımdan ona nisbet ediyordu."
Buhari, ilmiyle amel eden bir insandı ve İslami sınırlara uymada aşırı derecede titizdi. Helal ve haram konusunda duyarlı idi. Hadis ilmine hizmet, bu yolla Allah'ın rızasını, Hz. Muhammed (S.A.V.)'in şefaatini kazanmaktan öte bir amaç taşımıyordu. Babasından kalan mirası bile bu yolda harcamıştı ve cömertliğiyle şöhret bulmuştu. Çok Kur'an okur, çok nafile namaz kılardı. Rivayete göre her üç günde bir Kur'an-ı Kerim'i hatmederdi. Gecenin bir kısmını uykuyla geçirirdi. Sürekli geceleri uykusundan kalkıp, kandilini yakar, hadis tahric ederdi. Yahut yazdıklarına işaretler koyar, üzerinde düşünürdü. Seherden önce uyanır, gece namazı kılar; sonra Kur'an'ın üçte birini okurdu. Ramazanda ise teravihten sonra Kur'an'ın üçte birini okumaya devam ederdi. Buhari'nin kendi ifadesine göre hadis aldığı hocalarınin sayısı binden fazladır. Hadis yazdığı şeyhlerine ait senetleri de bildiğini, senedi zayif rivayetlere itibar etmediğini belirtir. Hocalarının başlıcaları şunlardır:
Ahmed b. Hanbel, Ali b. el-Medini, Yahya b. Main, İsmail b. idris el-Medini, İshak b. Rahuyeh, Mekki b. ibrahim el-Belhi, Muhammed b. Selam el-Bikendi, İbrahim b. el-Es'as, Ali b. el-Hasan b. Sekik, Yahya b. Yahya, İbrahim b. Musa el-Hafiz, Süreyc b. en-Numan, Ebu Asim en-Nebil es-Seybani, Muhammed b. Abdullah el-Ensari, Abdullah b. Zübeyr el-Hamidi, El Mekri, Abdülaziz el-Üveysi. Öğrencileri arasinda da en meşhurları şunlardır; Ebu isa et-Tirmizi, Muhammed b. Nasru'l Mervezi, Ibni Ebi Davud, Müslim b. Haccac ve en-Nesai.
Camiu's-Sahih; İslam'ın ilk dönemlerinde hadislerin Kur'an'la karışması söz konusu olduğundan hadislerin yazılması yasaktı. Sonraları Kur'an-ı Kerim, kitap haline getirilip, çoğaltıldı, ona bir şeyin karışması engellendi. Sahabe nesli bütünüyle vefat etmiş, İslam ülkeleri genişlemiş, değişik düşünceler ortaya çıkmıştı. Bu tür nedenlerle hadislerin toplanmasının yararlı olacağına inanıldı ve hadislerin toplanmasına başlandı. Hadislerin toplanmasına Tabiun döneminde başlanmıştır. İmam Malik (179 h./195 m.) Hz. Muhammed (S.A.V.)'in hadislerine Sahabe ve Tabiun kavillerini ekleyerek Muvatta'yi tasnif etmiştir. İmam Malik'ten sonra da hadis konusunda çalışmalar yapıldı. Buhari'nin Camiu's-Sahihi meydana getirmesi iki sebebe dayanmaktadir. Bunlarin birincisi, hocasının kendisinden böyle bir istekte bulunması, ikincisi de kendisinin görmüş olduğu bir rüyadir.
Buhari, sahih adıyla anılan ve içerisine sadece kendince sahih olduğu sabit olan hadisleri koyduğu kitabını yazmakla hükümlerin kaynaklarını bulmada önemli bir hizmeti yerine getirmiştir. İmam Buhari ayrıca, bu eserle kendisinden önce yaşamış mezhep imamlarının dayandığı temellerin sağlam olduğunu, hiç birinin kişisel görüşle fetva vermediğini ortaya koydu. Ondan sonra gelen muhaddisler, hadis çalışmalarının sınırlarını az çok belirlemiş oldular. İlim adamları, Buhari'nin eserine büyük önem verdiler ve özellikle sahih hadis konusunda onun eserinin ortaya koyduğu gerçekleri ve şartları kabul ettiler, örnek aldılar. O, hadiste odak ve hareket noktası olarak değerlendirildi. Buhari, bu eseri meydana getirirken çok titiz davrandı. Eserine aldığı hadisleri, alti yüz bin hadisin içinden seçti. Sahih hadislerin dışında kalan diğer hadisleri eserine almadı. Eserin kabarmasını önlemek için sahih hadislerin bile bir kısmını almamıştır. Camiu's-Sahih'te yer alan hadislerin sayısı 7275'tir. Bazı hadisler değişik kitaplarda geçmektedir. Mükerrerler çıkarıldıktan sonra geriye kalan hadis sayısı 4000'dir.
Camiu's-Sahih'te hadisler konularına göre kitaplara, her kitap da kendi arasında bablara ayrılmıştır. Eserde, üzerinde ihtilaf edilmeyen hadislere yer verilmiş, ravilerin güvenilir olması hususunda titiz davranılmıştır. Raviler birbirine bağlanarak ilk kaynağa kadar götürülmüştür. Hadisleri bazı titiz ölçülere vurduktan sonra sahih kabul edip, uymayanları reddetme çığırını açan Buhari olmuştur. Ondan sonra gelen alimler, bu yoldan giderek sahih hadisleri zayıf ve uydurma olanlarından ayırmaya devam etmişlerdir. Sahih hadis kitabı yazanlar çok olmakla beraber, Buhari kadar titizliği ileri götüren olmamıştır. Hadis kabulünde kendine has çok dar bir yolda tek olmasıi onun İslam ümmeti arasında müstesna bir şöhret ve güven kazanmasına sebep olmuştur. Sahih'in nerede telif edildiği konusunda değişik görüşler vardır. Buhari, hadis almak için gittiği her yerde eserini telife çalımıştır. Hayatı, seyahatlerle ve ilim yolunda geçen bir insanın onalti yıllık çalışmasının mahsulü olan bu eserin telifini bir yere bağlamak mümkün degildir.
Camiu's-Sahih'te yer alan kitap (bölüm) sayısı 97, babların sayısı 3450 kadardır. Üç ravili hadislerin sayısı da 22'dir. Değişik senetle gelen hadisler Sahih'te yer almaktadır. Ancak aynı senet ve aynı metinle birden fazla yerde zikredilen hadislerin sayısı 23 kadardır. Kur'an'dan sonra ana kaynak olan Buhari'nin Sahih'i ile Müslim'in eserine Sahih adı verilmektedir. İkisine birden "Sahihayn " denilir. Diğer dört hadis kitabına da "Sünen", altı hadis kitabının tümüne birden "Kütübü Sitte" denilmektedir. Buhari'nin bu eserine ait bir çok şerh yazılmış ve üzerinde çalışmalar yapılmıştır. En meşhur şerhleri, Ayni'nin Umdetu'l-Kari, Askalani'nin Fethu'l-Bari ve Kirmani'nin Kevakibü'd-Derari, adlı eserleridir.
Camiu's-Sahih dışında, şu eserleri vardır: Tarihu'l Kebir: Hadis ricaline ait önemli bir eserdir. Sahasında ilk yazılanlardandır. Buhari, bunu henüz onsekiz yaşında iken Hz. Muhammed (S.A.V.)'in kabri başında yazmıştır. Haydarabad'ta 1941-1954 tarihlerinde dört cilt, 1959-1963 tarihlerinde üç cilt halinde basılmıştır. Tarihu'l-Evsat: Tarihu'l Kebir'in kısaltılmasıdır. Bazı yazma nüshaları mevcuttur. İbni Hacer Tehzibu't-Tehzib isimli eserinde bundan nakiller yapmıştır. Tarihu's-Sagir: Tarihu'l Kebir'in bir özetidir. 1325 yılnda Zuafaü's-Sagir ile birlikte Hindistan'da basılmıştır. Kitabu Zuafaü's-Sagir: Zayif ravilerin hallerinden bahseder. Hindistan'da 1323 ve 1326 tarihlerinde basılmıştır. Et-Tarihu fi Ma'rifeti Ruvati'l-Hadis ve Nükati'l Âsar ve's Sünen ve Temyizü Sikatihim min Züafaihim ve Tarihu Vefatihim: Küçük bir risaledir. Eet-Tevarihu'l Ensab: Bazi şahısların özel hallerinden bahseder. Kitabu'l Küna: Ravilerin künyelerinden bahseden bir eserdir. Haydarabad'ta 1360 yılında basılmıştır. Edebü'l-Müfred: Ahlak hadislerini toplayan bir eserdir. İstanbul'da 1306, Kahire'de 1346, Hindistan'da 1304 yıllarında basılmıştır. Refu'l-Yedeyn fi's-Salati: Namazda el kaldırmakla ilgili bir risaledir. Kalküta'da 1257, Delhi'de 1299 yıllarında yayınlanmıştır. Kitabu'l-Kiraati Halfe'l-imam: Namazda imamın arkasında okuma hakkında yazılmış bir risaledir. Hayrü'l Kelam fi Kiraati Halfi'l Imam adıyla Orduca çevirisi ile beraber 1299'da Delhi'de, ayrıca 1320'de Kahire'de basılmıştır. Halku'l-Ef'ali'l-ibad ve'r-Redd Ale'l Cehmiyye: Cehmiyye mezhebinin görüşlerini reddeden bir kitaptır. 1306'da Delhi'de basılmıştır. El-Akide yahut et-Tevhid: Akaid konusunda yazılmış bir eserdir. Abarü's Sifat: Hadisle ilgili bir eserdir ve bazı kütüphanelerde yazma nüshaları mevcuttur.
Bunlardan baska kimi kaynaklarda Buhari'ye ait olduğu zikredilen şu kitapların ismini de görmek mümkün: Birri'l Valideyn, El-Camiu'l Kebir, Et-Tefsirü'l Kebir, Kitabü'l Hibe, Kitabü'l Esribe, Kitabu'l Mebsut, Kitabü'l ilel, Kitabü'l-Fevaid, Kitabu'd-Duafa, El-Müsnedü'l-Kebir, Sülasiyyat