1956年，克努特以各科平均97．5的创记录的高分从密尔沃基路德兰高级中学毕业，进入俄亥俄州克利夫兰的开思理工学院(Case Institute of Technology)攻读物理。这一年，他在中学时就创作的一篇出色的科学幻想小说“普茨比度量衡体系”(The Potrzebie System of Weights and Measures)在美国著名的《疯狂》(Mad)杂志上发表，克努特获得了他的第一笔稿费25美元，并因而获得西屋科学天才的提名奖。在这篇小说中，克努特风趣而富于幻想地提出了替代公制的一种新的计量制度，比如以一本流行杂志的厚度为长度单位，虽然滑稽可笑，却设计得严密周到，天衣无缝，其中甚至还包括一种新的历法。文章刊出后大受欢迎，多次重印，1991年还重印过一次，其时作者克努特即将退休。
克努特至今进行了两大工程，一个已经完成，一个尚未完成。第一个大工程就是《计算机程序设计的艺术》系列，开始于他念博士期间，计划出七卷，第一卷《基本算法》于1968年出版，第二卷《半数字化算法》于1969年出版，第三卷《排序与搜索》于1973年出版，第四卷《组合算法》尚在写作之中。这个工程为什么前紧后松，长期停顿呢?原来，前三卷书出版以后，克努特根据自己在校对清样时的感受，决心对排版技术进行彻底改造，因此中止了第一个工程，而开始其第二个工程。这个工程花费了克努特整整9年的时间和精力，结果就是对整个西文印刷行业带来了革命性变革的TEX排版软件和METAFONT字型设计软件。这两个软件为克努特赢得了ACM的另一个奖项：1986年度的软件系统奖(Software System Award)。但是这两个软件并没有为克努特和斯坦福大学赚过一分钱：克努特把它们作为自由软件无偿提供给用户。这比理查德·斯托尔曼(Richard Stallman，1990年ACM Hopper奖获得者)在1984年发动自由软件运动早了约5-6年。克努特说：“我写这两个程序是出于对书籍的热爱，也想给这个领域以必要的推动。我已经有些名气了，我的书卖得也不错。所以我不需要为我出于热爱而做的事保留专卖权。此外，数学家通常是不为他们发现的定理获取报酬的”。1979年，克努特还创建了TEX用户集团，这个集团10年前的成员数就超过3 000。细心的读者也许会注意到，许多西文书版权页的下部注明“本书用TEX系统排版”。
克努特的两大工程(虽然其中之一尚未最后完成)都是取得很大成功的。《计算机程序设计的艺术》一书以其内容的丰富和深刻喻为经典，有人甚至称之为“计算机的圣经”，被译为俄、日、西、葡、匈牙利、罗马尼亚等多种文字在世界各国广泛流传，其发行量创造了计算机类图书的最高记录，直至20世纪80年代中期，都一直保持着月销售量每卷达2 000册的势头，成为Addison-Wesley出版社成立以来销路最好的图书。在我国也有译本(可惜书名译为《计算机程序设计技巧》，这是不符合克努特的本意的)。此外，克努特还有许多“小创造”。计算机科学技术中两个最基本的概念：“算法”(Algorithm)和“数据结构”(Data Structure)就是克努特于29岁时提出来的。1973年他首创双向链表。在编译器设计方面，著名的LR(A)文法也是克努特在对自左至右、自底向上的移进一归约分析进行了深刻剖析的基础上，经过高度概括和集中以后发明的，它表示具有从左(L)到右(R)的分析而向前看A个符号，以确定所要进行的归约和应用何种语法解释。LR(A)文法的识别效率高，在从左至右扫描输入串时，就能发现其中的语法错误，并能准确地指出出错位置，因此被广泛应用。此外，利用LR(A)文法还能正确区分像Flying planes is fun和Flying planes can crash这类句子(前一个句子“开飞机很有趣”中Flying是动名词，而后一个句子“飞行中的飞机可能出事”中Flying是现在分词当形容词)。以著名的巴克斯—诺尔范式为基础的“属性文法”(attribute grammar)也是克努特首先提出来的。属性文法在普通的上下文无关文法(context-free grammar)的基础上，对每一个终结点或非终结点加上一些属性，和对这些属性进行估值的语义规则集，从而形成一种新的、有更强表达与描述能力的文法。其中属性是由<属性名，属性值>的有序偶对组成的。属性的内容则可包括模式标识符表等。
在算法方面，有他和他的学生共同设计的诸如Knuth-Bendix算法和Knuth—Morris-Pratt算法，前者是为了考察数学公理及其推论是否“完全”而构造标准重写规则集(rewriting rule set)的算法，曾成功地用它解决了群论中的等式的证明问题，是定理机器证明的一个范例。后者是在文本中查找字符串的简单而高效的算法。此外，克努特还设计与实现过最早的随机数发生器(random number generator)。
这个片段是采用标准的插入排序算法对一个数组中的元素进行排序。片段中的@符号是系统约定，用以引入作文式程序设计中的各种特征。符号$则通知系统交叉引用某段文本作为代码而非注解。片段中有一个“宏”(macro)，就是{Insert $ v $ in the array)。宏允许缩写，上述宏就可缩写为{Insert．．．)，因此是很方便和精炼的。上述片段经过处理以后获得的程序代码如下所示。
for i：=2 tO N do
begin v：=a[i]；j：=i；
while a[j-1]> v do
begin a[j]：=a[j-1]；
j:=j-1 end；
a[j]：=v
而处理以后获得的可供印刷的文档则如下所示。
31．Insertion sort．This is the standard inseaion son algorithm．Assumes a sentinel at O[0]．
克努特的著作很多，除了已由Addison-Wesley出版社出版的三卷The Art of Computer Programming(由管纪文、苏运霖等译成中文，国防工业出版社出版)，介绍TEX和METAFONT的五卷《计算机与排版》(Computers and Typesetting)早已流传于世外，还有以下一些主要著作：
超现实数》(Surreal Numbers，Addison-Wesley，1974)
《实用数学：计算机科学的基础》(Concrete Mathematics :A Foundation for Computer Science，Addison-Wesley，1989)
《数学论著集》(Mathematical Writings，MAA，1989)
《用于算法分析的数学》(Mathematics for the Analysis of Algorithms，Birkhauser，第三版，1990)
《作文式程序设计》(Literate Programming，CSLI，1992)
《公理与外壳》(Axioms and Hulls，Springer，1992)
《斯坦福的GraphBase：组合计算用的平台》(The Stanford GraphBase：a Platform for Combinatorial Computing，ACM Pr.，1993)
克努特于1992年在斯坦福大学退休。但实际上他“退而不休”，继续辛勤耕耘，做了大量工作。首先是对《计算机程序设计的艺术》前3卷进行了修订充实，其中第一卷在1997年出了第三版，第二卷和第三卷在1998年出了第二版。其次对他过去设计的虚拟机MIX(用在《计算机程序设计的艺术》中)进行了扩充和完善，发展成为面向64bit计算的、具有十分丰富和灵活的指令集的MMIX，并为MMIX开发了一系列软件，使得用MMIX指令编写的程序能在几乎现有的各种计算机上都能高效地运行。此外，MMIX全部采用克努特所倡导的作文式程序设计方法。他的这一成果反映在他1999年出版的专著《MMIXware：用于下一个千年的RISC计算机》一书中(MMIXware：a RISC Computer for the Third Millennium，Springer Verlag)。书名反映了克努特对自己这一工作所追求的目标和期望。惟一的不足是：它缺乏图形用户界面。克努特在本书的前言中坦言自己缺乏足够的时间来完成这一任务，希望能有读者帮助他解决这一缺陷。如同克努特的其他软件成果一样，MMIXware也是免费的自由软件，感兴趣的读者可通过下列网址下载：
我这个粗心的毛病看来是很难改了，哎
