С 1951 года работал в редакции газеты «Чусовской рабочий», где впервые опубликовал свой рассказ «Гражданский человек». Писал репортажи, статьи, рассказы. Первая его книга «До будущей весны» вышла в Молотове (ныне - Пермь) в 1953 году.
В 1958 году принят в Союз писателей СССР.
В 1959-1961 годах учился на Высших литературных курсах в Москве.
В 1962 году переехал в Пермь, в 1969 году - в Вологду, а в 1980 году уехал на родину - в Красноярск.
Важные темы творчества Астафьева - военно-патриотическая и деревенская. Одним из первых его произведений было написанное в школе сочинение, в будущем превращённое писателем в рассказ «Васюткино озеро». Первые рассказы автора были опубликованы в газете «Чусовской рабочий». Ранние повести Астафьева «Стародуб», «Звездопад» и «Перевал» вызвали внимание критиков: Эдварда Кузьмина в журнале «Новый мир» отмечала, что им свойственны «суровая, корявая шершавость звучания, неприглаженность, необструганность деталей и образов», «живое чувство слова, свежесть восприятия, зоркий глаз».
Стиль повествования Астафьева передаёт взгляд на войну простого солдата или младшего офицера. В своих произведениях он создал литературный образ простого рабочего-воина - обезличенного Ваньки-взводного, на котором держится вся армия и на которого в итоге «вешают всех собак» и списывают все грехи, которого обходят награды, зато в обилии достаются наказания. Этот наполовину автобиографичный, наполовину собирательный образ фронтовика-окопника, живущего одной жизнью со своими боевыми товарищами и привыкшего спокойно смотреть в глаза смерти, Астафьев во многом списал с самого себя и со своих фронтовых друзей, противопоставив его тыловикам-приживальщикам, которые в больших количествах обитали на протяжении всей войны в сравнительно безопасной прифронтовой зоне и к которым писатель до конца дней испытывал глубочайшее презрение.
Суровое, на грани подцензурного, изображение горьких и неприглядных сторон жизни свойственно и произведениям Астафьева из мирной жизни. Одним из первых он упомянул в печати (в «Краже», «Последнем поклоне») о «голодном 1933 годе», писал о подростковой жестокости, криминализованности советского общества как в довоенное время, так и при «развитом социализме», о наличии в нём обширного маргинального слоя, прозябавшего в темноте, насилии и саморазрушении, о неустоявшейся культуре и мелочности жизненных целей «городских», «выучившихся». В повести «Царь-рыба» (рассказ «Не хватает сердца») автор пишет про покорение Сибири XX века, в произведении описывается быт заключённых в исправительно-трудовых лагерях, жестокое обращение начальника стройки с людьми.
Большинство лирико-автобиографических рассказов (о сибирской деревне 1930-х годов), написанных Астафьевым для детей и подростков, вошли в сборник «Последний поклон».
Книги Астафьева за их живой литературный язык и реалистичное изображение военного и деревенского быта были популярны в СССР и за рубежом и переведены на многие языки мира.