Литературная деятельность Данина в годы войны сводилась к военным корреспонденциям и созданию «Истории 3-й артдивизии Резерва Главного командования» (не издана). В 1946–1948 выступил с рядом резких статей против «лакировки действительности» в поэзии (Страсть, борьба, действие в журнале «Новый мир», Мы хотим видеть его лицо в «Литературной газете», Пути романтики и Несостоявшееся чудо в журнале «Знамя» и др.). Обосновывая необходимость «драматического начала» в литературе как эстетического условия ее правдивости и нравственного значения, подверг жесткой критике «секретарскую поэзию» А.Софронова, Н.Грибачева, А.Суркова, А.Прокофьева (О лирике 40-го года в журнале «Красная новь», Нищета поэзии в «Литературной газете» и др.).

В период т.н. «борьбы с космополитизмом» был объявлен лидером антипартийной и антинародной формалистической критики в области поэзии («Правда», 1949, 16 февраля), исключен из кандидатов в члены КПСС и практически лишен права печататься. После разоблачения культа личности Сталина был восстановлен в КПСС (1956). В 1957 издал книги публицистических очерков Для человека и Добрый атом, принесшие Данину первый успех. В 1961 вышла его новая книга Неизбежность странного мира – повествование о современной физической картине мира, основанное на теории относительности и квантовой механике, признанное классикой научно-художественной литературы, несколько раз переиздававшееся на русском языке и вышедшее в переводах на 11 языков мира. Литературно-теоретические основы научно-художественного творчества Данин попытался сформулировать в эссе Жажда ясности, опубликованном в 1961 в журнале «Новый мир» и ставшем заглавным в коллективном сборнике Формула и образы – спор о научной теме в художественной литературе (1961; среди его авторов – П.Антокольский, В.Каверин и др.), а также в собственной книге дискуссионных работ Данина Перекресток (1974), выдвинув принцип «кентавра» – совмещения категорий научности и художественности, «формулы и образа», что достигается не просто популяризацией научного материала, а рассказом о нем как о драме человеческих поисков правды истории и природы. Воплощением этого принципа явились жизнеописания великих физиков 20 в. Резерфорд (1967) и Нильс Бор (1978). С 1994 Данин читал в Российском государственном гуманитарном университете (РГГУ) курс лекций по новой дисциплине – «кентавристике»; в 1996 вышел в свет «Вестник РГГУ» (№ 1), целиком посвященный этой новой дисциплине – «опыту сочетаний несочетаемого».

Автор сценариев полнометражных научно-художественных фильмов В глубины живого (1967) и Ты в мире (1980), сборника полемических статей А все-таки оно существует! (1982). В 1960 – 1990 возглавлял писательскую редколлегию альманаха «Пути в незнаемое» в издательстве «Советский писатель», с 1992 – член-корреспондент Российской академии естественных наук. Данину принадлежат мемуарно-исповедальные книги Бремя стыда (1996), сквозная тема которой отражена в подзаголовке Пастернак и мы, и Строго как попало (не закончена; фрагменты опубликованы в периодике второй половины 1990-х годов).

Умер Данин в Москве 14 марта 2000.

Аннинский Л. Неизбежность нового мышления. – Знамя, 1962, № 3
Разгон Л. Идеи и страсти (Литературный портрет Даниила Данина). – В кн.: Детская литература. Сб. статей. М., 1982
Данин Д. Избранное. М., 1984
Данин Д. Тринадцать тихих записей. Из неопубликованного дневника «Вокруг войны». М., 1995