Quốc sử di biên ghi chép theo lối biên niên các sự kiện xảy ra trong giai đoạn 1802-1847, tức là trải qua ba đời vua là Gia Long, Minh Mạng và Thiệu Trị. Nội dung sách đề cập đến nhiều phương diện như: chiếu dụ, pháp lệnh, kiến chế, ngoại giao, xã hội, tập tục... Ngoài ra, rải rác trong bộ sách, tác giả còn ghi chú nhiều chỗ liên quan đến các sự thật lịch sử, lại có thêm phần Tham bổ ngoại truyện, một số chiếu dụ, bi ký và thơ...

Theo bản dịch ra tiếng Việt năm 2010, thì Quốc sử di biên gồm có 3 tập là Thượng, Trung, Hạ, lấy tên chung là Quốc triều Đại Nam ký hoặc Đại Nam ký, có nội dung đại để như sau:

• Tập Thượng (tr. 57 - tr. 231): Ghi chép sơ lược về gia phả dòng họ Nguyễn, danh tính, chức vị của các đời chúa Nguyễn từ Thế tổ Nguyễn Bặc đến Nguyễn Phúc Luân (tức thân phụ vua Gia Long), phụ lục về vua Gia Long. Phần chính là ghi chép những việc hệ trọng hằng năm dưới triều vua Gia Long.
• Tập Trung (tr. 231 - tr. 497): Kể lại các việc hệ trọng hằng năm dưới triều vua Minh Mạng, có kèm theo chiếu dụ và bi ký của hai triều Gia Long, Minh Mạng, mục lục Minh Mạng chính yếu và các tác phẩm thơ văn đương thời.
• Tập Hạ (tr. 497 - tr. 548): Chủ yếu kể lại các việc trọng đại hằng năm dưới thời Thiệu Trị, có kèm theo thể chế khoa cử, danh sách những người trúng tuyển trong thời này và tên gọi các cung điện ở Huế, các chiếu lệnh...