Được xem là chuyên gia về viết trình biên dịch, Knuth bắt đầu viết một cuốn sách về thiết kế trình biên dịch vào năm 1962. Ông nhanh chóng nhận ra rằng phạm vi của cuốn sách cần phải lớn hơn nhiều. Vào tháng 6 năm 1965, Knuth hoàn thành bản nháp đầu tiên của những gì ban đầu dự tính là một cuốn sách duy nhất gồm mười hai chương. Bản thảo viết tay này dài 3.000 trang. Knuth đã cho rằng khoảng năm trang viết tay sẽ được chuyển sang một trang in. Nhà xuất bản nói rằng thực ra khoảng 1½ trang viết tay là đã chuyển được thành một trang in: do đó cuốn sách sẽ lên đến 2.000 trang.

Vào năm 1976, Knuth chuẩn bị lần tái bản thứ hai của Tập 2, đòi hỏi phải sắp chữ một lần nữa. Nhưng kiểu sắp chữ (được gọi là kiểu nóng) được dùng trong ấn bản thứ nhất đã không còn sử dụng nữa. Vì vậy vào năm 1977 ông quyết định bỏ ra vài tháng để làm ra một thứ gì đó thích hợp hơn. Tám năm sau, ông quay trở lại với TeX, cách sắp chữ hiện được sử dụng cho tất cả các tập.

Lời đề nghị nổi tiếng về một tấm séc phần thưởng trị giá "một đô la thập lục phân) (0x100 cent, theo Cơ số 16, là 2,56 dollar Mỹ) cho bất kỳ lỗi nào được tìm thấy, và sửa những lỗi đó trong những lần in kế tiếp, đã đóng góp vào bản chất chính xác được chăm chút và tiếp tục cao của tác phẩm, một thời gian dài sau lần xuất bản đầu tiên. Độ khó được xếp từ những bài tập "khởi động" đến những bài toán nghiên cứu chưa bao giờ được giải, khiến cho bất kỳ người đọc nào cũng cảm thấy thách thức. Câu đề tặng của Knuth cũng nổi tiếng: "This series of books is affectionately dedicated / to the Type 650 computer once installed at / Case Institute of Technology, / in remembrance of many pleasant evenings." (tạm dịch: "Loạt sách này được âu yếm dành cho / chiếc máy tính Kiểu 650 đã từng đặt tại / Viện Công nghệ Case, / để ghi nhớ những buổi tối dễ chịu").