Começa a ficar conhecida quando publica Uma Barragem contra o Pacífico (1950), narrativa cheia de lembranças da infância difícil na Indochina francesa. A fama vem com o lançamento de O Marinheiro de Gibraltar (1952) e Os Cavalinhos da Tarquínia (1953), novelas psicológicas nas quais revela uma percepção aguda da realidade exterior. Lança os romances Moderato Cantabile (1958) e Destruir, Diz Ela (1969) e escreve a peça A Praça (1955). Em 1959 faz o roteiro do filme Hiroshima, Meu Amor, dirigido por Alain Resnais.
É responsável também pelo roteiro do filme Uma Tão Longa Ausência (1961), de Henri Colpi. Seu livro O Amante (1984) é adaptado para o cinema em 1992 e dirigido por Jean-Jacques Annaud baseado na vida dela. Dois anos antes de morrer, tem sua biografia, Uma Vida por Escrito, da jornalista Frédérique Lebelley, publicada na França e no Brasil.