Với hi vọng sẽ thu lượm được các thông tin quan trọng cho chiến lược quân sự của mình, nhà vua đưa Huyền Trang vào ở một tu viện đặc biệt gần kinh đô và chỉ định nhiều học giả thông thái thời bấy giờ hỗ trợ cho Sư trong công trình biên dịch. Mặc dù từ chối cung cấp cho vua các thông tin có thể dùng trong chiến trận, Sư viết một tập du ký miêu tả những nơi đã từng đi qua, đặc biệt là những thánh tích Phật giáo Sư đã đến chiêm bái. Tác phẩm này, Tây vực ký, cung cấp cho chúng ta một cái nhìn bao quát về xã hội, phong tục, tập quán, địa dư và điều kiện phát triển của đạo Phật trong thế kỉ thứ bảy tại Trung và Nam châu Á.

Quy mô những gì Sư biên dịch bao trùm tất cả mọi giáo pháp của Đức Phật: Duy thức tông với các luận giải; Trung quán tông với luận giải của phía Duy Thức; kinh cầu siêu (Huyền Trang là người đầu tiên đưa khái niệm "Tịnh độ" – cõi của một vị Phật mà người ta có thể tái sinh – với Tây phương cực lạc, cõi Phật A-di-đà; về sau cõi này trở thành phổ thông nhất đối với người dân Đông Á); Mật tông và mật chú đà-la-ni; Nhân minh luận; Tạng kinh (do Phật thuyết giảng); A-tì-đạt-ma (đặc biệt là Đại-tì-bà-sa luận) cũng như luận giải về A-tì-đạt-ma câu-xá của Thế Thân; và một bộ luận thuộc Thắng luận gia của Ấn Độ giáo. Dù đề tài rộng khắp, nhưng sự lựa chọn của Sư không tùy tiện. Thay vì chọn những đề tài tranh biện thắng lợi của một giáo phái chống lại một giáo phái khác, Sư đưa ra những bản dịch chính xác để cho mọi người cùng nhau ghi nhận. Dường như Sư thấy luận giải của Chân Đế, một dịch giả Duy thức của thế kỉ thứ sáu là không ổn; môn đệ của Chân Đế xem bộ Nhiếp đại thừa luận của Vô Trước là tác phẩm trung tâm. Không những dịch lại bộ Nhiếp đại thừa luận, Huyền Trang còn dịch toàn bộ luận giải về bộ luận này, kể cả luận giải của Thế Thân, với hi vọng chỉ cho độc giả Trung Quốc những gì bản gốc đã nói và đã không nói, cũng như những gì được hiểu và trình bày tại Ấn Độ. Mặc dù bản Phạn ngữ ngày nay không còn, sự so sánh giữa bản dịch của Huyền Trang và bản Tạng ngữ cho thấy bản dịch sau của Sư sát với bản gốc hơn bản của Chân Đế (bản dịch của Huyền Trang đồng nhất với bản Tạng ngữ trong phần lớn, trong lúc bản của Chân Đế đầy những chú thích và nhiều phân tán).

Về Huyền Trang người ta sớm truyền tụng trong vùng Đông Á: rằng Sư đến tận Ấn Độ để học tập từ gốc ngọn; rằng Sư là người duy nhất được nhà vua đỡ đầu; rằng Sư là người đưa những bản dịch mới, chính gốc giáo pháp mà từ trước đến nay chưa ai biết. Học trò người Nhật của Sư đem giáo pháp về lại Nhật, thiết lập trường phái Pháp Tướng tại đây (gọi theo tiếng Nhật là Hossō), đó là trường phái danh tiếng nhất cho đến khi phái Thiên Thai du nhập vài thế kỉ sau đó.

Giáo pháp của Sư cũng được chú ý tại Triều Tiên, nơi đó nó tổng hợp với phái Hoa nghiêm và Thiền và gây ảnh hưởng quyết định lên nền Phật giáo Triều Tiên từ cả ngàn năm nay.