Литературным дебютом Ивана Бунина стало стихотворение «Над могилой Надсона», напечатанное в петербургском еженедельном журнале «Родина» в одном из майских номеров 1887 года. В этом же издании несколькими месяцами позже были опубликованы стихотворение «Деревенский нищий», рассказы «Два странника» и «Нефедка». Поэт навсегда запомнил то майское утро, когда получив журнал с первой публикацией своего стихотворения, возвращался в Озёрки, «рвал по лесам росистые ландыши и поминутно перечитывал своё произведение».
Первый бунинский поэтический сборник «Стихотворения 1887–1891 годов» вышел в 1891 году в приложении к газете «Орловский вестник». Здесь же спустя пять лет был опубликован талантливо выполненный Буниным перевод на русский язык поэмы американского поэта-романтика Г. Лонгфелло «Песнь о Гайавате».
Во второй половине 1890-х годов наступила пора окончательного становления художественного метода писателя. Для Ивана Бунина, как литератора, было важно сближение в эти годы с членами московского литературного кружка «Среда» Николая Телешова, писательские и дружеские связи с А. П. Чеховым, Л. Н. Толстым, Д. Н. Маминым — Сибиряком, А. И. Куприным, Л. Н. Андреевым, В. Я. Брюсовым.
В 1897 году литературная общественность тепло встретила вышедший в Петербурге сборник рассказов «На край света». В них проявились особенности писательской манеры Бунина: простота и лёгкость стиля, изящность слога, яркая образность и выразительность. Актуальность темы и глубина проблематики сделали первый бунинский сборник ярким явлением в литературе рубежа столетий.
В 1898 году в Москве вышла книга стихов «Под открытым небом». Литературовед О. Н. Михайлов определил сущность бунинской поэзии как глубоко национальную и раскрывшую полноту взглядов автора.
В 1899 году Иван Бунин познакомился с Максимом Горьким. Горький высоко ценил талант Бунина и предложил ему сотрудничать с издательством «Знание». В 1900 году вышел рассказ «Антоновские яблоки». Горький писал в одном из своих писем: «А ещё спасибо за „Яблоки“… Тут Иван Бунин, как молодой бог спел. Красиво, сочно, задушевно». Становление бунинского стиля было отмечено Антоном Чеховым словами о рассказе «Сосны» (1902) — «это очень ново, очень свежо и очень хорошо».
В 1903 году Российская академия наук присудила Ивану Бунину Пушкинскую премию за перевод поэмы Г. Лонгфелло «Песнь о Гайавате» и поэтический сборник «Листопад». Осенью 1909 года писатель получил вторую Пушкинскую премию и был избран почётным академиком.
В творчестве Бунина 1900-х годов появилась крестьянская тема, ставшая главной в произведениях этого периода: «Деревня» (1910), «Суходол», «Захар Воробьёв» (1912), «Худая трава» (1913), сборники «Иоанн Рыдалец» (1913), «Чаша жизни» (1914). Повесть «Деревня» изображала ужасающую картину крестьянской жизни первого десятилетия XX века, разрушение патриархальных устоев. Другим значительным произведением стала автобиографическая повесть «Суходол», опубликованная в журнале «Вестник Европы» в апреле 1912 года. Она имела огромный успех. Рассказ «Господин из Сан-Франциско» (1915) стал настоящим литературным событием России. В нем Бунин впервые обратился к символике, обнажая трагизм жизни начала века.
В 1920 году писатель эмигрировал во Францию, где после некоторого литературного молчания вернулся к творчеству. В этот период он написал произведения, принесшие ему мировое признание: «Косцы» (1921), «Солнечный удар», «Дело корнета Елагина» (1925), «Окаянные дни» (1925), «Божье древо», «Подснежник» (1927). Вобрав в себя темы предшествующего этапа творчества, они раскрыли новую грань художественного дара писателя — глубокое осмысление философских проблем жизни и осознание неразрывной связи с родиной. В эти же годы отдельными изданиями вышли: «Роза Иерихона» (1924), «Митина любовь» (1925), «Грамматика любви. Избранные рассказы» (1929), «Божье древо», «Тень Птицы» (1931).
Самым значительным произведением Ивана Бунина является роман «Жизнь Арсеньева». Идея его написания появилась в 1920 году, а к работе над ним писатель приступил 1927 году. Книга вобрала в себя темы, волновавшие автора в течение всего времени его творчества. Лейтмотивом романа стал безвозвратно ушедший уклад эпохи. В произведении рассказывается о становлении характера и мировоззрения главного героя Алексея Арсеньева на протяжении четверти века. Бунин филигранно описал в романе юность и молодость своего поколения. В 1933 году за «Жизнь Арсеньева» писателю была присуждена Нобелевская премия по литературе. В дипломе лауреата отмечено, что автор «воссоздал в художественной прозе типичный русский характер».
Бунин преклонялся перед писательским талантом Льва Толстого и, стараясь отразить всю сложность и многогранность личности великого романиста, посвятил ему философско-публицистическое произведение «Освобождение Толстого» (1937). Работа над сборником «Тёмные аллеи» велась с 1937 по 1944 годы. Автор считал этот цикл «самым совершенным по мастерству». В последние годы жизни Иван Алексеевич работал над книгой «О Чехове». Она осталась незавершённой. Неоконченная рукопись была издана супругой писателя — Верой Николаевной Буниной в 1956 году.