贞观三年（629年），史大奈迁任右武卫大将军（正三品武职事官）。

贞观四年（630年）五月十三日，史大奈被任命为检校丰州都督（从三品文职事官），改封为窦国公（从一品爵），实封三百户。

贞观十二年（638年），史大奈去世。同年十一月四日，陪葬昭陵（今陕西省礼泉县境内）。

永徽五年（654年）二月四日，唐高宗下诏追赠史大奈辅国大将军（正二品武散官）。

总章元年（668年）三月六日，唐高宗下诏太原元从、西府旧臣史大奈等人并立为第一功臣。

史大奈是隋末唐初名将，屡立战功，主要战绩有：

大业八年（612年），史大奈跟随隋炀帝征伐高句丽，屡立战功。

大业十三年（617年）八月，与王长谐、刘弘基、陈演寿等人攻取梁山。九月，李渊进攻关中，遭隋将桑显和夜袭，史大奈与孙华率军绕后进攻，逆转了军势。十一月，随李渊打下长安。

武德元年（618年）十一月，史大奈随秦王李世民打败薛举。

武德四年（621年）五月二日，史大奈跟随秦王李世民生擒窦建德、平定王世充。

武德六年（623年）二月，史大奈跟随太子李建成平定刘黑闼。

《新唐书》：夷狄性惇固，其能知义所在者，鸷挺不可迁，盖巧不足而谅常有余。观大柰等事君，皆一其志，无有顾望，用能功绩光明，为天子倚信。

台湾中正大学历史系教授朱振宏：①史大奈是隋末唐初一位重要的突厥族蕃将，李渊太原起兵之际，最早归附李渊旗下的外族即是史大奈，而突厥族入唐后以“史”为姓，也是始自史大奈。②史大奈是隋末唐初重要的一位突厥族将领，曾随从炀帝征伐高丽，又参与李渊起兵及扫平中原割据势力的重要战役。

（以上参考资料）

关于史大奈的去世时间，《通典》与《旧唐书》记为贞观十二年（638年）；李吉甫的《元和郡县图志》记为贞观十一年（637年）。首都师范大学历史学院教授游自勇认为唐代丰州的废置时间，《旧唐书》《新唐书》的《地理志》均系于贞观十一年（637年），《元和郡县图志》将丰州的废府与史大奈的去世联系起来，未必无据，因此认定史大奈应是卒于贞观十一年（637年），贞观十二年（638年）是葬年，《旧唐书·卷一百九十四·列传第一百四十四下》误将葬年作卒年。

史大奈去世后，陪葬于唐太宗的昭陵。记载此事的习字文见于敦煌写本S.2078 Verso，原件现藏于英国国家图书馆。该篇习字残存七百余字，多记事功，较少涉及史大奈治理地方政绩，而文中又提到陪卫昭陵，推测可能就是史大奈的神道碑文。

山东省郯城县西南有史大奈墓。

《史大奈神道碑》（敦煌写本S.2078 Verso，现藏于英国国家图书馆）

《旧唐书·卷一百九十四·列传第一百四十四下》

《新唐书·卷一百一十·列传第三十五》

在清代长篇章回小说《说唐演义全传》里，史大奈首次登场于秦琼被贬幽州，在北平王罗艺的授意下大摆擂台，击败押送秦琼的两个官差金甲、童环，后被秦琼击败。后与徐茂公、秦琼等于贾柳楼结义，而后在瓦岗起兵。瓦岗失败后，史大奈投奔李世民，此后虽然跟随李世民征战，但没有出彩表现。在凤凰山与齐国远等二十六家总兵俱死于盖苏文飞刀之下。史大奈有一女，面貌丑陋，犯有疯疾，嫁于罗成之子罗通。

在单田芳的评书《隋唐演义》里，史大奈绰号“大肚子天王”。他原本是个马贩子，因为失手打死人命，应该被判死罪。北平王罗艺爱惜他是个人才，令他在顺义村立擂赎罪，倘若百日之内无人将其打败，不但免去他的罪名，还提拔他做个旗牌官。史大奈摆了九十九天擂，未逢敌手。在最后这天，来了秦琼。在史大奈堪堪不敌的情况下，台下的旗牌官张公瑾认出了秦琼，在台下一声喊叫，把秦琼给惊下擂台。就这样秦琼最终成全了史大奈的百日擂期，北平王罗艺果不食言封他为旗牌官。后来罗成带着北平府的十四家旗牌官到山东济南府给秦母拜寿，在贾柳楼四十六友大结拜，内中就有史大奈。群雄反山东时，与罗成等人返回北平。罗艺死后，投靠瓦岗，后归大唐。

在明代小说家袁于令创作的长篇小说《隋史遗文》中也有史大奈摆擂的情节，大致情节和说唐差不多，但没有和裴元庆交战的情节。

1996年电视剧《隋唐演义》，李保成饰演史大奈。

2003年电视剧《隋唐英雄传》，姜迪武饰演史大奈。

2012年电视剧《隋唐英雄》，赵秋生饰演史大奈。