Publicó en Lima sus dos primeros poemarios: Los heraldos negros (1918), con poesías que si bien en el aspecto formal son todavía de filiación modernista, constituyen a la vez el comienzo de la búsqueda de una diferenciación expresiva; y Trilce (1922), obra que significa ya la creación de un lenguaje poético muy personal, coincidiendo con la irrupción del vanguardismo a nivel mundial. En 1923 dio a la prensa su primera obra narrativa: Escalas, colección de estampas y relatos, algunos ya vanguardistas. Ese mismo año partió hacia Europa, para no volver más a su patria. Hasta su muerte residió mayormente en París, con algunas breves estancias en Madrid y en otras ciudades europeas en las que estuvo de paso. Vivió del periodismo4 complementado con trabajos de traducción y docencia.

En la última etapa de su vida no publicó libros de poesía, aunque escribió una serie de poemas que aparecerían póstumamente. Sacó en cambio, libros en prosa: la novela proletaria o indigenista El tungsteno (Madrid, 1931) y el libro de crónicas Rusia en 1931 (Madrid, 1931). Por entonces escribió también su cuento más famoso, Paco Yunque, que saldría a luz años después de su muerte. Sus poemas póstumos fueron agrupados en dos poemarios: Poemas humanos y España, aparta de mí este cáliz, publicados en 1939 gracias al empeño de su viuda, Georgette Vallejo. La poesía reunida en estos últimos volúmenes es de corte social, con esporádicos temas de posición ideológica y profundamente humanos. Para muchos críticos, los Poemas humanos constituyen lo mejor de su producción poética, que lo han hecho merecedor del calificativo de «poeta universal».