其代表作有《子虚赋》《长门赋》《凤求凰》等。同时他与才女卓文君的爱情故事也广为流传。他曾为梁孝王宾客，梁孝王病故后，他无以自立，去投靠担任县令的好友王吉。期间，到县中巨富卓王孙家做客，受到款待，一起玩赏亭台。卓家女儿卓文君，十七岁出嫁，因丈夫去世返娘家居住，听说才子在自己家中，便躲在远处偷看。而司马此时尚未婚娶，得知文君情况后，便有求凰之意，于是，在园中弹了一曲“凤求凰”。

通晓琴棋书画的卓文君，焉能不知其意？于是便不顾父亲反对，勇敢的与司马相如私奔，到临邛开了一间小酒家，卓文君当垆沽洒，司马与保佣杂作。

后来司马得汉武帝尝识去京做了大官，欲纳茂陵女子为妾，给文君写了一封十三字的信：一二三四五六七八九十百千万。聪明的文君见一行数字中独少了“亿”，无亿岂不是表示夫君对自己“无意”的暗示？她便草泣《怨郎诗》一首回复。

司马相如看完妻子的信，遥想昔日夫妻恩爱之情，羞愧万分，从此不再提纳妾之事。