Avantgárd stílusban írt első verseit Kassák Lajos Munka című lapja közölte, de a következő évben már a Nyugatban jelent meg kritikája, utána pedig ez a folyóirat lett költeményeinek fő publikációs fóruma. Babits Mihállyal, Kosztolányi Dezsővel, Tóth Árpáddal ők alkották a Nyugat második nemzedékét. A harmincas évek elejétől Illyés az irodalmi közélet jelentős szereplője: munkatársa a Válasznak, 1934-ben részt vett az első szovjet írókongresszuson, 1937-ben egyik alapítója volt a Márciusi Frontnak. Babitscsal együtt szerkesztette a Nyugatot, majd a költő halála után, 1941 és 1944 között a lap utódja, a Magyar Csillag főszerkesztője lett. A német megszállás után bujkálni volt kénytelen.

A második világháború után aktívan részt vett a közéletben: egyik vezetője volt a Nemzeti Parasztpártnak, országgyűlési képviselő lett, szerkesztette az újraindult Választ, de 1948-tól visszavonult a közélettől. Egy mondat a zsarnokságról című költeményét 1956. november 2-án az Irodalmi Újság adta közre, a forradalom leverése után a versről évtizedekig szót sem ejtettek. Legszemléletesebb, balladaszerű alkotásai a magyar történelem egy-egy pillanatát idézik (Hősökről beszélek, Három öreg, Dózsa beszéde).

Prózaíróként is kiváló volt. A magyar szociográfiát a széppróza rangjára emelte a Puszták népében, a forradalmiság kérdése foglalkoztatta Petőfi-monográfiájában. Hunok Párizsban című önéletrajzi regénye a Párizsba menekült magyar művészek világába vezet. 1969-ben világirodalmi szinten is újdonságot hozott a Kháron ladikján című esszéregénye, melyben kendőzetlen nyíltsággal vallott az öregedéssel járó szellemi és fizikai problémákról.

Illyés vérbeli színpadi szerző is volt, nagyívű drámák mellett kitűnő szatirikus vígjátékok írója. Az ötvenes években nem jelenhettek meg az írásai, a hatvanas években azonban a nemzeti tudatot formálni kívánó történelmi drámákkal gazdagította a magyar irodalmat (Ozorai példa; Fáklyaláng; Kegyenc; Malom a Séden). Vígjátékai is nagy közönségsikert arattak (A tű foka; Tűvétevők).

Életpályája átívelte az egész XX. századot, benne a nemzeti és egyetemes értékek olyan összhangjával, amely a magyar irodalom legjobbjai közé emelte. Számos hivatalos kitüntetésben részesült: Kossuth-díjat három alkalommal kapott (1948, 1953, 1970). 1949-ben megszűnt akadémiai tagságát - posztumusz - 1989-ben állították vissza. 1983. április 15-én halt meg Budapesten.