Setahun kemudian ia mulai menghafal hadis Nabi SAW. Saat itu ia sudah ditunjuk untuk mengoreksi beberapa kesalahan penghafalan matan maupun rawi dalam sebuah hadis yang diucapkan gurunya. Pada usia 16 tahun, Imam Bukhari sudah mengkhatamkan hafalan hadis-hadis di dalam kitab karangan Waki al-Jarrah dan Ibnu Mubarak.
Imam Bukhari terkenal gigih dalam memburu sebuah hadis. Jika mendengar sebuah hadis, maka dia ingin mendapat keterangan tentang hadis itu secara lengkap. Imam Bukhari harus bertemu sendiri dengan orang yang meriwayatkan hadis tersebut.
Dalam mengumpulkan hadis-hadis itu, Imam Bukhari melanglang buana mulai daerah Syam, Mesir, Aljazair, Basra, menetap di Makkah dan Madinah selama enam tahun, Kufah, dan Baghdad. Tak jarang beliau bolak-balik ke tempat tersebut karena mendapati keterangan baru atau hadis baru.
Perjalanan panjang itu akhirnya membuat sang Imam dapat mengumpulkan sedikitnya 600.000 hadis. Dari angka tersebut, 300.000 di antaranya dihafal. Hadis-hadis yang dihafal itu terdiri atas 200.000 hadis tidak sahih dan 100.000 hadis sahih.