총 37권의 편년체(編年體) 사서(史書)이나 현존하지 않는다. 조선이 건국된 뒤 3개월 만인 1392년(태조 1) 10월 조준 · 정도전 · 정총 · 박의중 · 윤소종 등이 왕명을 받아 1395년에 편찬하였다. 그러나 고려 말 사적의 객관성과 묘호(廟號) 등의 직서(直敍) 문제로 여러 번 개찬(改撰)이 시도되었는데, 이는 『고려사(高麗史)』를 편찬하는 과정이라고 할 수 있다. 1414년(태종 14) 5월에는 고려 말 부분에서 태조(太祖)와 관련된 기록이 사실과 다르다는 이유로 개찬되었다. 1424년(세종 6) 8월 윤회(尹淮)가 올린 서문에서는 세종(世宗)의 명에 따라 『춘추좌씨전(春秋左氏傳)』과 주자(朱子)의 『통감강목(通鑑綱目)』의 예와 같이 고려 국왕의 묘호를 그대로 직서함으로써 후대의 권계(勸戒)로 삼도록 하였다고 밝혔다. 이후 1439년(세종 21)에 재차 개수되었으며, 1451년(문종 1)에 완료되었다.
처음으로 편찬되었을 당시 정총이 쓴 「고려국사서(高麗國史序)」가 『동문선(東文選)』에 남아 있으며, 이를 통해 대강의 내용을 파악할 수 있다. 그에 따르면, 고려시대의 실록은 오랜 전란으로 유실되고 남아 있더라도 잘못된 곳이 많았다고 하였다. 이에 공민왕(恭愍王) 대에 이제현(李齊賢)에게 『사략(史略)』을 찬술하게 하였으나 숙종(肅宗)에서 끝났으며, 이인복(李仁復)과 이색(李穡)에게 『금경록(金鏡錄)』을 짓게 하였지만 정종 대까지만 서술하였으나 그나마도 빠진 것이 많다고 하였다. 따라서, 『고려국사(高麗國史)』는 이와 같은 고려의 역사 서술에 나타난 문제점을 바로잡기 위하여 새로 서술한다고 하였다.
「고려국사서」에 나타난 편찬 원칙은 다음과 같다. ① 원종(元宗) 이전의 사실로 묘호는 모두 왕(王)으로, 절일(節日)은 생일(生日)로 바꾸는 등 참의(僭擬)한 것은 개서함으로써 명분을 바로잡도록 하였다. ② 조회나 제사는 상례적인 행사지만, 거르거나 왕이 직접 참여한 경우는 기록하였다. ③ 재상의 임명을 기록하였다. ④ 과거로 선비를 뽑은 것을 기록하였다. ⑤ 대간(臺諫)의 복합(伏閤)은 그 내용이 전하지 않아도 반드시 기록하였다. ⑥ 상국(上國)의 사신이 왕래한 사실은 반드시 기록하였다. ⑦ 재이(災異)와 홍수 및 가뭄을 기록하였다. ⑧ 왕의 사냥과 연회를 기록하였다. 이와 같은 편찬 원칙에서 찬자들의 성리학(性理學) 위주의 역사 인식을 살펴볼 수 있다.
현재 이 책에 실렸던 사론(史論)은 『고려사절요(高麗史節要)』에 ‘사신왈(史臣曰)’로 인용되어 57편이 전하고 있다. 이 가운데 역대 왕에 대한 평가인 찬(贊)은 정도전의 『경제문감(經濟文鑑)』에 있는 내용과 일치하는 것이 많아 이 부분은 정도전이 쓴 것으로 생각된다. 그러나 57편의 사론 중에는 정도전과 함께 『고려국사』 편찬의 중심 인물이었던 정총의 찬도 있었을 것이다. 이들 사론에는 고려왕조를 비판하는 처지, 무신정권(武臣政權)을 비판하는 문신 중심적 처지, 불교를 배척하는 처지, 유교 윤리와 사대외교(事大外交)를 옹호하는 처지를 취하고 있다. 그리고 군주의 어진 정치와 덕스러운 정치가 강조되었고, 재상과 대간의 직책이 중요하다는 것을 강조함으로써 왕도정치(王道政治)와 재상 중심의 정치 운영을 강조하였다.
이 책의 편찬에 이용된 자료는 이제현의 『사략』, 이인복 · 이색의 『금경록』, 민지(閔漬)의 『본조편년강목(本朝編年綱目)』, 고려 말기 사관(史官)들이 써 놓은 사초(史草) 등으로 보이는데, 『고려실록(高麗實錄)』은 충실하게 이용하지 않은 것으로 보인다.
『고려국사』는 내용이 소략하고 인물 평가가 공정하지 못하며, 내용을 잘못 기술한 곳이 있고, 역사 기술에 과거에 썼던 칭호를 개서한 점, 조선 건국을 사대부(士大夫) 중심으로 서술한 점 등이 문제가 되었다. 그렇지만, 조선 건국 주체 세력의 고려 역사에 대한 시각이 반영되었다는 점에서 의의가 있다. 1414년 개수되기 시작한 이후 여러 차례에 걸쳐 수정되다가, 1451년(문종 1) 서술 체재가 완전히 다른 『고려사』로 편찬이 완결되었는데, 이에 대해서는 조선 초기 왕권(王權)과 신권(臣權)의 갈등이라는 정치적 측면에서 접근하는 시각도 있다.