自幼好学，“星纬推步，研究其奥”。早年从汪浚学，后随
俞正燮、
汪文台学，于史学、经学、历算等造诣颇深。生平以授徒、著述为乐，同治七年（1867年），六十三岁始举孝廉
方正，力辞不就。光绪七年（1881）卒，享年78岁。
早年拜
汪文台、
俞正燮为师；博通群经，对天文、历法、数学等自然科学都有很深造诣。但无意科举，不愿为官，以侍父、授徒和著述为乐，毕生致力于史籍研究，著述甚丰。同治六年(1867)，被举为孝廉方正，辞不就。以著作终其一生。
先后补辑汉
郑康成逸书9种，
刘熙《孟子注》、
刘珍《东观汉记》、
皇甫谧《帝王世纪》、
谯周《古史考》，以及《傅子》、《古今注》等。对于《孝经》、《论语注》，则尽力搜集完备。尤精晋史，认为《晋书》多有琐碎、异闻之事，遂广搜典籍，补缺正谬，成书23种(即《晋书》9家、《晋纪》9家、《编年》5家)。鉴于北魏
崔鸿所撰《
十六国春秋》早在
北宋时散失，乃取明代
何镗《汉魏丛书》中收录的原《十六国春秋》为底本，汇集散见于群书中的有关史料，写成《十六国春秋辑补》100卷，补辑《年表》1卷，《校定纂录》10卷。
此外，还辑有《两晋诏钞》等19种，《太康地记》、《邺中记》、《林邑记》等地理专著3种，《晋诸公别传》、
袁宏《名士传》、郭颁《世语》、裴启《语林》、《山公启事》言论集5种。
1938年由王云五主编商务印书馆发行的《丛书集成新编》系列中有汤球辑的《
晋阳秋辑本》，传古有《
晋阳秋》一书，东晋
庾翼撰。史志不载此书，久佚。而《晋阳秋辑本》载穆帝永和元年七月
庾翼卒，可知此书与庾翼之《晋阳秋》无关，书名相似而已。