Ранние произведения Гладкова (в т.ч. повесть Удар, 1909, высоко оцененная А.И.Куприным), рассказывающие о жизни рабочих, крестьянской бедноты, каторжников и босяков, нередко отличались натурализмом «физиологических очерков» – в традициях русской народнической литературы, – и некоторой апологией «босячества» – в духе раннего Горького. Стремлением показать изнутри нравственные искания интеллигенции после поражения Первой русской революции 1905–1907 на материале жизни политических ссыльных отмечена повесть Изгои (1913, опубл. в 1922; др. назв. В изгнании). Пафосом Гражданской войны одушевлены сочинения Гладкова конца 1910-х – начала 1920-х годов (рассказы Единородный сын, др. назв. Пучина, опубл. в 1917 М.Горьким в «Летописи»; Огненный конь, 1923, пьесы Бурелом, поставленная в 1920 Вс.Мейерхольдом; Ватага, 1923), также тяготеющие к грубому жизнеподобию, «рубленому» языку и «коллективному герою» образца «стихийного» письма А.Г.Малышкина.

У истоков жанра советской «производственной» литературы, активно поощряемой официозом и социалистической эстетикой, стоит роман Гладкова Цемент (1925, новая ред. 1930, окончат. ред. 1944), в котором подробно анализируемая «технологическая» проблематика восстановления цементного завода сочетается с метафорическим планом – показом сложного пути формирования, «цементирования» новой социальной и семейно-бытовой психологии и поведенческих принципов. Роман вошел в хрестоматийный ряд произведений советской прозы, был переведен на многие языки мира и вызвал серию подражаний. Литературные принципы, обозначенные в Цементе, сам Гладков отстаивал в рассказе Кровью сердца (1928), а развивал, переходя от наставления «правдой жизни» к гротеску обличения, в сборнике Маленькая трилогия (1932, сатирические рассказы 1926–1930: Головоногий человек, Непорочный черт, Вдохновенный гусь) и повести Пьяное солнце (1932). Стремление создать положительный образ социалистической действительности проявилось в рассказе Новая земля.

Этапным в творчестве Гладкова явился второй производственный роман – Энергия (1932–1938; новая ред. 1947), написанный на материале возведения Днепрогэса и др. строек пятилеток с той же, что и в романе Цемент, «двухуровневой» задачей: дать документальную историю строительства и одновременно масштабную картину энтузиастического раскрепощения энергии масс. Резкая критика, в т.ч. языка первой книги романа Горьким, побудила писателя к неоднократной переработке произведения, которое автор так и не счел завершенным.

В 1941 Гладков опубликовал повесть Березовая роща, посвященную проблеме сохранения природы, с образом ее бесстрашного защитника – старого учителя, просветителя и труженика – в центре. В военные годы Гладков писал злободневные рассказы и повести о работниках уральских оборонных заводов, в т.ч. эвакуированных ленинградцах (повесть Клятва, 1944), о борьбе с врагами (повесть Боец Назар Суслов, 1942). В горьковских традициях и в актуальном для советской литературы 1920-х – 1940-х годов жанре автобиографии «человека из народа» Гладков создал тетралогию о собственной жизни: Повесть о детстве (Государственная премия, 1950), Вольница (Государственная премия, 1951), Лихая година (1954), Мятежная юность (не завершена).

Оставил также литературные портреты многих общественных деятелей и писателей, в т.ч. А.С.Неверова, А.С.Серафимовича, А.Г.Малышкина, П.П.Бажова, публицистические и литературно-критические статьи (сборник О литературе, 1955).

Умер Гладков в Москве 20 декабря 1958.