开元五年（717年），唐玄宗李隆基派专人将他接回长安，参与善无畏大师的译经，协助翻译《大日经》。开元八年，金刚智三藏来到了洛阳，一行便依从受法《金刚顶经》密印与灌顶。开元九年（721年），经张说推荐，唐玄宗命一行主持修编新历法《大衍历》。同年，他和梁令瓒一起，设计制造了黄道游仪、浑仪、复矩等天文测量仪器。他利用新制成的黄道游仪测量恒星的赤道坐标，发现和汉代的测量结果有很大的变动。英国天文学家哈雷在一千年后（1712年）提出自行运动的观点。开元十一年（723年），一行主持大规模的全国性天文测量，测量了