Ông đóng góp chủ yếu là tác phẩm thơ, phần lớn thơ được sáng tác trong thời kỳ ông tham gia quân ngũ. Thơ của ông được các nhà văn khác đánh giá cao và có nét riêng như: giọng điệu sôi nổi, trẻ trung và có cái "tinh nghịch" nhưng cũng rất sâu sắc. Nhiều bài thơ của ông đã được phổ nhạc thành bài hát trong đó tiêu biểu nhất là "Trường Sơn đông, Trường Sơn tây".

Những tập thơ chính:

• Vầng trăng quầng lửa (thơ, 1970), nổi tiếng nhất với tác phẩm "Bài thơ về tiểu đội xe không kính"
• Ở hai đầu núi (thơ, 1981)
• Vầng trăng và những quầng lửa (thơ, 1983)
• Thơ một chặng đường (tập tuyển, 1994)
• Nhóm lửa (thơ, 1996)
• Tiếng bom và tiếng chuông chùa (trường ca, 1997)
• Tuyển tập Phạm Tiến Duật (in xong đợt đầu ngày ngày 17 tháng 11 năm 2007, khi Phạm Tiến Duật đang ốm nặng). Tập thơ và trường ca này đã được trao Giải thưởng văn học 2007 của Trung tâm Văn hóa Doanh nhân.
• Vừa làm vừa ghi (tập tiểu luận, 2003)

Ông được ca tụng là "con chim lửa của Trường Sơn huyền thoại", "cây săng lẻ của rừng già", "nhà thơ lớn nhất thời chống Mỹ" và "ngọn lửa đèn" của một thế hệ nhà thơ trưởng thành trong kháng chiến chống Mỹ. Thơ ông thời chống Mỹ từng được đánh giá là "có sức mạnh của cả một sư đoàn"[3].