Residí a Roma, s’interessà per la retòrica i la filosofia i escriví diàlegs morals; després es consagrà a la seva gran història del poble romà (començada abans del 27 aC), que li valgué la celebritat i l’amistat d’August. Aquesta obra el mostra com un home honest, independent, republicà, patriota i admirador de les virtuts tradicionals romanes. Els 142 llibres de la seva història de Roma Ab Urbe condita (‘Des de la fundació de l’Urbs’) comprenien des dels orígens fins a l’any 9 aC; llur divisió en “dècades” (aplecs de 10 llibres) potser és anterior al s IV. Només n'han pervingut 35 llibres, que formen la primera dècada, la tercera, la quarta i la meitat de la cinquena, amb llacunes, a més d’alguns fragments. Molt aviat en foren redactats sumaris (periochae), per fer-ne un “manual” d’història nacional, gràcies als quals hom té una idea de les parts perdudes. Més que una labor científica o crítica, és un monument artístic; tant com el treball d’un investigador, és l’obra d’un orador i d’un poeta que viu la grandesa del passat amb un entusiasme religiós i proposa als romans l’exemple del mos maiorum com a possible salvació del poble elegit. La veritat històrica, més que contrafeta, hi és transfigurada a través de prodigis, llegendes, reflexions i concessions al fatum, i d’aquí ve el procediment dels discursos convencionals intercalats en la narració.
L’estil de Livi s’acosta als esquemes ciceronians, però té sovint una embranzida èpica o dramàtica. La llengua, prou clara, no és estrictament clàssica: les seves característiques consisteixen en l’ús de mots poètics, de trets populars o arcaics, d’una sintaxi més lliure i d’un període menys lligat i simètric que el de Ciceró. Livi clou el classicisme romà, que no pot ésser concebut sense la seva obra.
Ha estat admirat en totes les èpoques. Als Països Catalans, durant l’edat mitjana i el període de l’humanisme, hom el troba constantment citat. A iniciativa de l’infant Joan (després Joan I de Catalunya-Aragó) fou traduït al català, vers el 1383, potser per Guillem de Copons, que es basà en una traducció francesa de Pierre Bersuire. Aquesta versió catalana serví de base per a la castellana del canceller Pero López de Ayala (1497).