أمَّا سَعة حفظه، وسيلان ذهنه، وفَهْمه الثاقب، وثناء الناس عليه في المشارق والمغارب، فهو أمر مشهور، فقد قيل:
إنه كان يحفظ وهو صبي سبعين ألفَ حديثٍ سردًا. ونقل عن محمد بن حَمْدُوَيهْ أنه كان يقول: سمعت محمد بن إسماعيل يقول: أحفظ مائة ألف حديث صحيح، ومائتَي ألف حديث غير صحيح.
ورُوِيَ أنه كان ينظر في الكتاب مرَّةً واحدة فيحفظ ما فيه منها.
ونُقِل عن ابن حنبل أنه قال: ما أخرجَتْ خُراسان مثلَ مُحمد بن إسماعيل.
وعنه أنه قال: انتهى الحفظُ إلى أربعةٍ من أهل خُراسان: أبي زرعة الرازي، ومحمد بن إسماعيل البخاري. . .
وقال محمد بن بشار: حُفّاظ الدنيا أربعة: أبو زرعة الرازي، ومسلم بن الحجاج بنيسابور، وعبد اللَّه بن عبد الرحمن الدارمي بسمرقند، ومحمد بن إسماعيل ببخارى.
ورويَ عنه أنه قال: ما قَدِمَ علينا مثل البخاري.
وعنه أنه حين قدم البخاري البصرة قام إليه، فأخذَ بيده، وعانقَه، وقالَ: مرحبًا بمن أَفتخر به منذ سنين.
وقال علي بن حُجر: أخرجتْ خُراسان ثلاثة: أبا زرعة بالري، ومحمد بن إسماعيل ببخاري، والدارمي بسَمَرْقَند. ومحمد عندي أعلمُهم وأفقهُهم وأبصرُهم.
وعن الحافظ صالح بن محمد جَزَرَة أنه قال: ما رأيتُ خُراسانيًّا أَفهمَ