Ông nổi tiếng là người thông minh, nhớ lâu và giỏi thơ văn. Năm Mậu Tuất (1838), dưới triều vua Minh Mạng, ông đỗ Tiến sĩ, được bổ nhiệm làm Tri phủ Anh Sơn (nay là huyện Anh Sơn, tỉnh Nghệ An). Nhưng vì tính cương trực, ít lâu sau ông bị cách chức.
Năm Quý Sửu (1853), Đinh Nhật Thận được phục chức, nhưng ông cáo bệnh không ra làm quan nữa.
Ở quê nhà, ông mở trường dạy học, làm thuốc; đồng thời vận động người dân khai hoang lập ấp ở làng Thanh Liêm và làng Tiên Hội, gọi là ấp Gia Hội [1].
Ông là bạn thân Cao Bá Quát. Khi ông này dấy binh chống triều Nguyễn, Đinh Nhật Thận bị tình nghi có liên quan nên bị bắt giải về kinh (Huế) để xét hỏi. Ít lâu sau, ông được tha [2].
Trở về quê, Đinh Nhật Thận dạy học cho đến lúc mất (1866), hưởng dương 51 tuổi.
Trong Bạch Mao Am thi loại phần lớn là thơ thù ứng; và vì lý do nào đó khi sao chép, tập thơ này đã bị lẫn với thơ của một số người khác.
Song tác phẩm đã làm nên tên tuổi ông, đó chính là khúc Thu dạ lữ hoài ngâm, gồm 140 câu [3] bằng chữ Hán, thể song thất lục bát, được làm ra trong thời gian ông bị quản thúc ở Huế.
Nội dung khúc ngâm là tình thương nhớ quê và gia đình, là nỗi đau xót khi bị bắt giam cầm ở một nơi lạnh lẽo và xa lạ. Về hình thức, điểm đáng chú ý đó là tác giả làm thơ bằng chữ Hán, nhưng lại sử dụng thể song thất lục bát của dân tộc Việt. Về sau, Thu dạ lữ hoài ngâm được diễn ra chữ Nôm, vẫn theo thể thơ này, và giữ nguyên số câu (140 câu). Theo PGS. Nguyễn Thạch Giang, thì chính tác giả là người diễn ra chữ Nôm[4].
^Chép theo Từ điển nhân vật lịch sử Việt Nam (tr. 166).
^Từ điển nhân vật lịch sử Việt Nam chép: Bị khép tội tử hình, nhưng sau đó Đinh Nhật Thận được ân xá, phải lưu giữ ở Huế để dạy những người trong hoàng tộc. Tuy nhiên, sách Văn học thế kỷ XIX (tr. 350) và Từ điển văn học (bộ mới, tr. 425) đều không có thông tin này.
^Trong Văn học thế kỷ XIX có toàn văn bản chữ Hán và bản tiếng Việt. Mấy đoạn trích trên cùng chú thích chép trong sách này. Bản Nôm trong Hán văn tinh tuý (Nhà xuất bản TP Hồ Chí Minh, 1992) có chỗ chép khác.
Những trận đánh lồng ghép trong triết lí của các nhân vật, những thần thoại từ ở phía Tây xa xôi, những câu bùa chú cùng tuyến nhân vật đã trở nên kinh điển