应征入朝
唐睿宗李旦即位，曾命东都留守以礼征召僧一行入朝，但僧一行托病不应。开元五年（公元717年），唐玄宗特命僧一行叔父奉敕强行征召，僧一行没有办法拒绝，只得应命来到长安，被安置在光太殿，充当皇帝的顾问。
唐玄宗多次向僧一行询问治国安邦之道，僧一行把自己知道的都告诉皇上，有如“王者之师，坐而论道”。
唐玄宗爱女永穆公主出嫁，玄宗想按照太平公主出嫁的规格赐予永穆公主同样优厚的嫁妆。僧一行认为，高宗晚年只有太平公主一个女儿，所以特别溺爱，然而这样却助长了太平公主的骄横和野心，导致她最终因干预朝政而被杀。为了真正爱护永穆公主，不宜赐予优厚嫁妆。玄宗采纳了僧一行的意见，收回成命。
诸如此类，反映了僧一行正直不阿的品德，也显示出唐玄宗对僧一行的器重。
开元九年（公元721年），由于当时的《麟德历》预报日食连连失误，因此，唐玄宗诏僧一行改造新历法。
僧一行潜心研究天文历法数十年，忽然天降大任，使他的聪明才智有了用武之地。从此，僧一行把大部分时间和精力投入到新历法《大衍历》的编纂活动中。
测天测地
僧一行以前的许多历法家主要靠修改一些历法要素或引进一些新观念编出一部新历法，僧一行受命以后并没有这样做，而是着手制造新的天文仪器，进行大量的天文观测，以使新历法建立在更科学的基础上。
在僧一行的指导下，率府长史梁令瓒把所设计的黄道游仪制作成铜制新仪器。在随后的观测中，僧一行发现与汉代相比，二十八宿中有六宿的距离发生了变化，对20多个星宿的观测也发现古今坐标不同，由此他得出星宿位置古今变化的重要结论，对后代产生了非常大的影响。
宋元时期频繁的恒星位置测量工作便与这一发现有关。
僧一行和梁令瓒等人还共同设计、制造了既可自动演示天象，又能自动报时的新仪器，称为浑天仪。其演示系统以水为动力，其报时系统为二木人前置钟鼓，每一刻击鼓，每一辰敲钟，这是后世自动天文钟的始祖。
僧一行还设计制造了一种专门用于测量各地北极出地高度（等于地理纬度）的仪器，叫做覆矩。
有了这样的仪器，僧一行便发起组织“四海测验”工作，对北起贝加尔湖、南至今越南中部的广大地区，进行了北极出地高度、分至晷影长度及冬夏至昼夜长短等的实测工作。这是我国古代第一次大规模的全国性天文测量工作，并首次对子午线的长度进行了估算。
创新历法
僧一行所写的《大衍历》的核心内容包括“步发敛”（计算七十二候等）、“步日躔”（推算太阳位置）、“步月离”（推算月亮位置）、“步轨漏”（计算晷影和昼夜漏刻的长度）、“步交会”（推算日月食）和“步五星”（推算五大行星运动）等七部分，这样的编排成为后世历法编次的经典模式。其中关于冬至时刻、冬至太阳位置的测算，对日、月、五星运动的描述，对阳城晷漏、九服（指地理纬度不同的地区）晷漏、九服食差（与日月食有关）的计算等，都有很大的创新和突破。
僧一行十分注重探求用新的数学方法来描述由实测得知的日、月、五星运动以及交食等现象的客观状况。
例如，关于太阳运动，隋朝刘焯《皇极历》按等间距二十四节气位置值进行二次差内插，得到其不均匀性改正值。而实际上，每节气的间距是不相等的，为此僧一行发明不等间距二次内插法，很好地解决了这个问题，这一方法被后世沿用500年。在对月亮和五星运动的研究中，僧一行还对三次差内插法进行了初步探索。
此外，对于黄赤道宿度变换、黄白道宿度变换的计算等，僧一行也作了新的测算与归纳，对后世产生了非常大的影响。
由于日夜操劳，严重损害了僧一行的健康，他于开元十五年（公元727年）完成《大衍历》初稿，未来得及亲眼看到它的颁行便积劳成疾，与世长辞，年仅45岁。
经过宰相张说、历官陈玄景等人的整理，《大衍历》于开元十七年（公元729年）正式颁布，在全国施行。
名人坊：
僧一行（公元683—727年），俗名张遂，魏州昌乐（今河南南乐）人。他出身于贵族家庭，曾祖父是唐朝开国元勋、贞观名臣张公谨。僧一行是唐代著名高僧，在天文、历法、仪器制造和数学等方面都有很大的功绩，是一位在中国科学技术史上卓有建树的著名天文学家。一部《大衍历》成为中国古代天文历法史上划时代的不朽作品，它的巨大成就彪炳史册，光照后人。