大日本沿海輿地全図
文化元年(1804年)には、それまでの測量の結果をいったんまとめ、大図69枚・中図3枚・小図1枚(大中小図については後述)からなる東日本の地図を幕府に提出、将軍徳川家斉の上覧に供した。なお、子午線1度の長さについては28.2里(約110.74キロメートル)と算出し、今日の計測値と較べても極めて誤差の小さい(0.2%程度)数値となっている。従来の日本地図とは異なり、実測による正確・精密な地図の質の高さに幕府上層部も驚愕し、伊能の測量事業への支援をいっそう強化することとなった。伊能は正式に幕府天文方の役人として雇用され、翌文化2年(1805年)の第5次測量からは、幕府直轄事業として行われることとなった。
以後、伊能らは文化13年(1816年)の第10次測量まで(第9次測量のみ伊能は不参加)日本全土を測量した。なお、蝦夷地については、伊能らが測量した東蝦夷地を除く範囲については他者の測量成果が用いられており、さらに蝦夷地全域について測量術の弟子である間宮林蔵(1780年 - 1844年)の観測結果を採り入れたとする分析も2014年に発表されるなど不明な点がある。伊能は文化15年(1818年)に完成を待たずに死去するが、その喪は伏せられ、師・高橋至時の子である高橋景保(1785年 - 1829年)が仕上げ作業を監督し、文政4年7月10日(1821年8月7日)「大日本沿海輿地全図」が完成した。そして同図は全国の主要地点の地名や緯度を収録した「大日本沿海実測録」とともに幕府に提出された。