Imam Tirmiżi banyak pula mengarang kitab seperti Kitāb al-‘Ilal, Kitāb al-Asmā’ aṣ-Ṣahabah, Kitāb al-Asmā’ al-Kunyah, dan yang terkenal adalah Kitāb As-Sunān. Dalam bab Hadiṡ Hasan disebutkan bahwa Sunan at- Tirmiżi adalah induk Hadiṡ Hasan. Kitab tersebut terdiri dari empat bagian. Pertama, bagian yang dipastikan kesahihannya. Kedua, bagian yang mencapai syarat sebagaimana Abu Daud dan An-Nasai’. Ketiga, bagian yang jelas illatnya. Keempat, bagian yang menerangkan menurut perkataanya sendiri, seperti ucapannya: “Yang kutakhrij dalam kitabku ini adalah Hadiṡ yang telah diamalkan oleh sebagian ulama”.
Keistimewaan kitab As-Sunān tersebut dinyatakan oleh Abdullah bin Muhammad al- Anṣari dengan ucapannya: “Kitāb at-Tirmīżī bagiku lebih terang dari pada Kitab Bukhari dan Muslim”. Menurutnya, Kitāb at-Tirmīżī bisa dipahami oleh setiap orang, baik ahli fikih, ahli Hadiṡ, atau ahli yang lainnya.
Imam Tirmiżi melakukan perjalanan panjang dalam menuntut ilmu, baik dalam bentuk mencatat, berdiskusi, bertukar pikiran, dan mengarang yang menyebabkan ia menderita kebutaan beberapa tahun pada akhir hidupnya. Dalam keadaan seperti itulah Beliau kemudian meninggal dunia. Ia wafat di Tirmiżi pada malam Senin, 13 Rajab tahun 279 H/8 Oktober 892 M, dalam usia 70 tahun.
