在此期间，张衡已经在天文、阴阳、历算等领域取得了极高的成就，尤其对《玄经》的研究更是如痴如醉。当时，大将军邓骘十分赞赏张衡的才华，多次向他发出征召，但张衡却始终不为所动。终于，在永初四年（公元 110 年），张衡完成了他的杰作——《南都赋》。这部作品以其华丽的辞藻和深邃的思想，展现出张衡卓越的文学才华和深厚的文化底蕴。

元初二年（公元 115 年），张衡被任命为太史令