El éxito literario de sus obras se repitió en ensayos que fundaron conceptos para pensar el arte latinoamericano. Formuló las bases teóricas de lo “real maravilloso”, que como autor adoptó en gran parte de sus textos. En éstos afirma temáticas nacionalistas, revolucionarias y mestizas, como en El reino de este mundo (1948), donde relata la historia de la independencia de Haití desde el punto de vista de un ex esclavo. Los pasos perdidos (1953) registra el enfrentamiento entre el europeo y el latinoamericano, y la difícil situación de encontrarse entre el atraso y la modernidad, aspectos retomados en la novela El siglo de las luces (1963), en la que procura reflejar comprensivamente la influencia del imaginario francés en el Caribe.
Participó del movimiento surrealista, del cual fue también crítico. Ejerció la actividad periodística mientras vivió en el exilio y, junto con Nicolás Guillén, participó del Grupo Minorista. Después de la Revolución volvió a Cuba, donde ocupó importantes cargos en el régimen socialista. Intelectual de gran envergadura, logró construir su novelística histórica, orientada en cuestiones de la formación de la literatura criolla, a través del Barroco, estilo que, según Carpentier, era el único que hacía justicia a la monumental naturaleza americana.
Formó generaciones de escritores –entre otros, la coterránea Nancy Morejón–, que continúan en otros proyectos lo que se puede leer en su Guerra del tiempo (1958), donde se centra en la elaboración de una novela que procura interpretar un período. Leído por algunos críticos como escritor de novelas filosóficas, La consagración de la primavera (1978) ubica esta confluencia entre dos categorías temporales, la del hombre y la de la historia.
Interesado en elaborar ambientes universales y arquetipos de época, su preocupación por la historia desembocó en narrativas minuciosas como Concierto barroco (1974), donde reconstruye el viaje de un criollo por Europa. El recurso del método (1976) dialoga con la tradicional novela del dictador de América Latina, escrita por novelistas de los cuales reconocía haber recibido influencias, como, entre otros, Gabriel García Márquez, Augusto Roa Bastos y Mario Vargas Llosa. También publicó Literatura y conciencia política en América Latina (1969).