W 1976 wprowadził notację strzałkową – metodę zapisywania wielkich liczb. Od 1976 do 1986 pracował nad systemem mającym ułatwić pracę nad dokumentami naukowymi – TeX i METAFONT. Uniwersytet Stanforda przyznał mu w 1990 wyjątkowy tytuł profesora sztuki programowania komputerów, a w 1993 (gdy już przeszedł na emeryturę) tytuł emerytowanego profesora sztuki programowania komputerów. Od 1993 ograniczył swoją działalność na Stanford University do kilku nieformalnych wykładów na rok, zwanych Computer Musings.

W 1962 wydawnictwo Addison-Wesley zwróciło się do niego z propozycją napisania książki o kompilatorach, a w 4 lata później, zgromadziwszy około 3000 odręcznie zapisanych stron, postanowił napisać siedmiotomowe dzieło, traktujące o analizie algorytmów. Pierwszy tom Sztuki programowania wydano w 1968, kolejne w latach 1969, 1973, z części IV Knuth opublikował na razie fragmenty, części V, VI i VII jeszcze nie napisał.