Еще гимназистом Вагинов начал писать стихи – как он впоследствии вспоминал, под влиянием Цветов зла Ш.Бодлера. Большое влияние оказало на него также творчество русских символистов – как поэтов, так и художников объединения «Мир искусства». В 1921–1922 Вагинов, по его собственному признанию, «состоял почти во всех поэтических объединениях Петрограда», посещал занятия литературной студии при Доме искусств, которые вел Н.Гумилев, и был принят в гумилевский «Цех поэтов». По воспоминаниям поэтессы И.Наппельбаум, стихи Вагинова, который был «самый маленький, самый худенький, с самым слабым голосом, самый «не такой», но сразу выразителен и значим», производили огромное впечатление: «Когда вставал и начинал читать – появлялся новый мир, ни с кем и ни с чем не сравнимый и волнующий... все слушали и давали уводить себя в этот призрачный, пригрезившийся поэту мир. Наш Мэтр, с ясным как небосклон мировоззрением, с зеркальной эстетикой, он замирал и, не противясь, входил в призрачный сад поэзии Константина Вагинова».

В 1921 Вагинов вместе с поэтами Н.Тихоновым и С.Колбасьевым вступил в литературную группу «Островитяне», творчески связанную с «Серапионовыми братьями». «Островитяне» не выступали с однозначными литературными манифестами, стремились к объединению различных творческих индивидуальностей. В групповом сборнике, вышедшем в 1921 тиражом 20 экземпляров, состоялась первая публикация стихов Вагинова. Вагинов входил также в группу «Кольцо поэтов им. К.Фофанова», выпустившую его первую самостоятельную поэтическую книгу Путешествие в Хаос (1921). Кроме того, был участником группы эмоционалистов во главе с М.Кузминым, посещал объединение молодых поэтов «Звучащая раковина», бывал на собраниях пролетарских поэтов.

В 1922 Вагинов подготовил к печати поэтическую книгу Петербургские ночи и прозаическую – Монастырь Господа нашего Аполлона, но отдельные издания не были осуществлены по материальным причинам. Печатал свои стихи в различных поэтических альманахах, а в 1926 выпустил небольшой стихотворный сборник без названия.

Одним из главных образов его поэтического творчества был образ Петербурга. Вагинов сравнивал Петроград времен военного коммунизма с любимым им Древним Римом времени упадка. Это сравнение отразилось и в романе Козлиная песнь (1928). Герой романа, Неизвестный поэт, образ которого во многом автобиографичен, видит превращение Петрограда в Рим так ясно, как если бы это происходило в действительности, и пытается понять смысл этого видения: «...Нева превратилась в Тибр, по садам Нерона, по Эсквилинскому кладбищу мы блуждали, окруженные мутными глазами Приапа. Я видел новых христиан, кто будут они? Я видел дьяконов, раздатчиков хлебов, я видел неясные толпы, разбивающие кумиры. Как ты думаешь, что это значит, что это значит?»

Лирика Вагинова вызвала интерес и одобрение Г.Адамовича, В.Брюсова, В.Ходасевича. Все они отмечали необычность его эпитетов и метафор, тонкое введение в современные стихи античных образов и пантеистическое мировоззрение. Причудливая ассоциативность его стихов давала критикам основание сравнивать их с поэзией О.Мандельштама. Сам Вагинов называл себя «поэтом трагической забавы».

В 1922 Вагинов написал в частном письме: «Я проходил через все поэтические кружки и организации, теперь... я хочу работать один». В это время главной темой его творчества становится тема художника и общества. В повести Монастырь Господа нашего Аполлона он писал о том, что время, отмеченное многими открытиями в точных науках, «навело многих талантливых, но несчастных художников на мысль, что оные открытия есть вещь замечательная и вечная», из-за чего, «повинуясь слабому сему суждению, отроки и старцы не токмо философию, но и сердце человеческое забыли».

Вагинов предвидел гибель как культуры, так и ее творцов. Его страсть к коллекционированию книг и предметов старины была попыткой сохранить материальные проявления искусства, которыми он, по его словам, «был вскормлен от колыбели». Вагинов самостоятельно изучил старофранцузский и итальянский языки, чтобы читать собранные книги, брал уроки греческого, чтобы переводить греческую прозу, занимался испанским, хорошо знал старинные танцы вроде менуэта и экосеза. Необычным собирательством занимаются герои всех его романов. Так, Костя Ротиков (Козлиная песнь) коллекционирует безвкусицу и надписи на стенах; писатель Свистонов (Труды и дни Свистонова, 1929) – книги, смешные газетные вырезки и людей, становящихся персонажами его произведений; инженер Торопуло и физик Пуншевич (Бамбочада, 1931) организуют общество собирания мелочей уходящего быта; старый юноша Локонов (Гарпагониана, 1933, опубл. 1983 в США) собирает сновидения.

Личное знакомство с М.М.Бахтиным, произошедшее в 1924, ввело Вагинова в круг музыкантов И.Соллертинского и М.Юдиной, литературоведа Л.Пумпянского и других. Некоторые из этих людей, в том числе и сам Бахтин, выведенный в образе Философа, стали прототипами героев романа Козлиная песнь. В этом произведении узнаются также фигуры ленинградских поэтов П.Лукницкого, Вс.Рождественского, С.Нельдихена. Герои Козлиной песни живут в городе «кончившейся мечты» и пытаются остаться островком Ренессанса в неведомом им мире людей, существующих по законам нового времени. Но Неизвестному поэту, Косте Ротикову, Мише Котикову, Марье Петровне, Наташе Голубец и другим персонажам не удается скрыться в своей петергофской башне-даче: жизнь ломает каждого из них, заставляет приспособиться к новым законам.

В 1927 Вагинов примкнул к группе ОБЭРИУ, в которую входили Д.Хармс, Н.Заболоцкий, А.Олейников и другие. В манифесте обэриутов (1928) была особо отмечена фантасмагоричность вагиновского мира. Именно таков мир его романа Труды и дни Свистонова, в котором знакомые писателя Свистонова – Психачев, Иван Иванович Куку и другие – превращаются в персонажей его произведений. В этом романе, как и в других прозаических произведениях Вагинова, отразились реальные события культурной жизни Ленинграда – например, знаменитый вечер обэриутов в Доме печати «Три левых часа».

Проза Вагинова – «многослойное» явление. В ней оригинально преломляются разнообразные литературные традиции: от позднего античного романа и новелл Возрождения до петербургских повестей Гоголя и Достоевского. Вагинов писал ритмизованной прозой, вводил в тексты подлинные документы эпохи – например, газетные объявления.

Общий тон романов Вагинова менялся с течением времени. Так, герои Бамбочады, забавные коллекционеры Торопуло и Пуншевич, перешли в последний роман Вагинова Гарпагониана. Однако мир Гарпагонианы резко отличается от мира предыдущего романа: он трагичен и безысходен, в нем процветают интриги, ненависть и подозрительность. В творчестве отразилось подавленное состояние Вагинова, охватившее его в 1930-е годы.

Вскоре после смерти писателя была арестована его мать; выяснилось, что имелся ордер и на арест самого Вагинова. При обыске были изъяты и исчезли черновики романа о 1905 годе, над которым Вагинов работал незадолго до смерти.

При советской власти произведения Вагинова после смерти писателя не переиздавались. Первые публикации появились только в период перестройки в 1989.

Умер Вагинов в Ленинграде 26 апреля 1934.