Mann fikk sitt litterære gjennombrudd med romanen Buddenbrooks (1901, til norsk 1952, ny utgave på norsk gis ut av Gyldendal høsten 2005). Han skrev mange gode noveller, blant annet Tonio Kröger (1903) og Der Tod in Venedig (1912, til norsk i: Døden i Venedig og andre noveller, (1963). Den siste ble filmatisert av Luchino Visconti (1971).
Etter første verdenskrig skrev Thomas Mann mer komplekse ideromaner. Blant dem er Der Zauberberg (1924, ufullstendig til norsk som Trollfjellet 1957, komplett oversettelse Trolldomsfjellet 2002). Han skrev også flere historiske romaner, blant andre Lotte in Weimar (1939) og Joseph und seine Brüder 1933-43, til norsk i Josef og hans brødre, 1993-95). Forfatterskapet toppes av kunstnerromanen Doktor Faustus (1947, til norsk 1969), om komponisten Adrian Leverkühn.
Thomas Mann fikk Nobelprisen i litteratur i 1929.