Em vida, escreveu peças de teatro, canções patrióticas, contos, histórias, e, principalmente, contos de fadas, pelos quais é mundialmente conhecido. Desde o século XIX, os seus contos já foram traduzidos para mais de 125 idiomas e inspiraram inúmeras peças de dramaturgia, óperas, sinfonias e filmes.
Desde 1956, a organização não-governamental suíça International Board on Books for Young People (IBBY) concede o Hans Christian Andersen Award, um prémio literário batizado em homenagem ao autor, e que é considerado o "Prêmio Nobel da literatura infanto-juvenil".
Ele foi, segundo estudiosos, a "primeira voz autenticamente romântica a contar histórias para as crianças" e buscava sempre passar padrões de comportamento que deveriam ser adotados pela nova sociedade que se organizava, inclusive apontando os confrontos entre "poderosos" e "desprotegidos", "fortes" e "fracos", "exploradores" e "explorados". Ele também pretendia demonstrar a ideia de que todos os homens deveriam ter direitos iguais.
Entre 1835 e 1842, Andersen lançou seis volumes de Contos, livros com histórias infantis traduzidos para diversos idiomas. Ele continuou escrevendo seus contos infantis até 1872, chegando à marca de 156 histórias. No começo, escrevia contos baseados na tradição popular, especialmente no que ele ouvia durante a infância, mas depois desenvolveu histórias no mundo das fadas ou que traziam elementos da natureza.
No final de 1872, Andersen ficou gravemente ferido ao cair da sua própria cama, e permaneceu com a saúde abalada até 4 de agosto de 1875, quando faleceu, em Copenhaga, cidade onde foi enterrado.