Первые стихи опубликовал в 1904 (Не сбылися радужные грезы..., Широко необъятное поле...). За революционную пропаганду в 1906 был заключен в тюрьму. В 1908 в «Нашем журнале» (№ 1) анонимно опубликовал статью В черные дни. (Из письма крестьянина), где доказывал «врожденную революционность глубин крестьянства». В 1907–1912 переписывался с А.А.Блоком, который увидел в Клюеве персонифицированное воплощение своей мечты о единстве двух Россий, мистически-патриархальной и крестьянско-бунтарской, и помог Клюеву издать в Москве поэтические сборники Сосен перезвон (1911, 2-е изд. 1913, с предисловием В.Я.Брюсова, где мэтр отметил «первенство» Клюева среди крестьянских самородков), Братские песни (1912), Лесные были (1913). Выдержанные в стиле раскольничьих песнопений, духовных стихов и апокрифов, тяготеющих к обличениям протопопа Аввакума (что заставило некоторых критиков увидеть в Клюеве прежде всего талантливого подражателя и имитатора), они были близки также символизму блоковского образца. В 1915–1916 Клюев – глава т.н. новокрестьянских поэтов (С.А.Есенин, называвший Клюева «апостолом нежным», С.А.Клычков, П.В.Орешин, В.А.Ширяевец (Абрамов) и др.). В 1916 выпустил посвященный событиям военных лет сборник Мирские думы, содержащий главным образом стихи, близкие народным плачам и причитаниям. В 1917–1918 поэта поддерживала литературная группа «Скифы», в ее одноименном альманахе Клюев в эти годы опубликовал циклы Земля и железо, Избяные песни (посвящен матери, «былиннице» и «песеннице») и др., проникнутые ностальгией по крестьянской Руси, «избяной» старине – и острым, мятежным неприятием «города» и всех форм «западной» цивилизации. Принципиальным было для Клюева сохранение «дедовской веры» – даже в контексте принимаемых поэтом революционных преобразований (сборники Песнослов, кн. 1–2, Медный кит, оба 1919; Избяные песни, 1920; Изба и поле, 1928; поэмы Мать-Суббота, 1922; Плач по Есенину, Заозерье, обе 1927). Программные строки «Не хочу Коммуны без лежанки...» определили и утопические картины будущего России в поэзии Клюева, сочетающей надежды на социальные перемены (цикл Ленин – «Есть в Ленине керженский дух, / Игуменский окрик в декретах...», 1918; поэма Ленин, 1923, и др.) с призывами к консервации старинного уклада жизни и мировидения.

Художественно-поэтическая система Клюева, опирающаяся на язык и формы богослужебной обрядности, древнерусскую книжность и фольклор, в послеоктябрьский период уснащалась злободневной политической лексикой, приводящей к стилевому и содержательному эклектизму («Господи! Да будет воля Твоя лесная, фабричная, пулеметная...»), всегда отличающему причудливо-фантазийное, стилизованно-архаичное и при этом склонное к избыточному словесному изыску творчество Клюева. Органичность перехода от торжественной проповеди, пророчества или скорбного проклятия к сентиментальной слащавости, цветистая «изукрашенность» и «пестрядь» речи, то библейски-возвышенной, то диалектно-просторечной («зажалкует», «братовья», «баско» и т.п.), то по-деревенски озорной; соответствующие ей перебивы ритма, метафорически-значительные образы, сочетающие христианство с язычеством, космогоническую мощь и вселенские масштабы с мистической символикой «земляной», «кондовой», «дремучей» Руси и сказочной «Белой Индии»; постоянный мотив социального превосходства крестьянина, – все это, получившее в свое время в официозной советской критике полупрезрительное название «клюевщины» и тщательно вытравливаемое из отечественной поэзии, стало, тем не менее, одной из существенных и самобытных ее граней, оказав влияние на творчество Есенина и других крестьянских поэтов и наиболее ярко проявив специфику «нового народничества» начала века, когда интеллигенция шла в деревню не просвещать мужика, а учиться у него «Слову жизни», страждущая «почвы, земли, живой крови...» (Р.В.Иванов-Разумник).

В творчестве Клюева Русь предстает ликами церковных святых и мучеников, языческих божеств-покровителей, достоверными и красочными чертами деревенской природы и быта («Зорька в пестрядь и лыко / Рядит сучья ракит...»; «Месяц засветит лучинкой, / Скрипнет под лаптем снежок»; «Горние звезды как росы. / Кто там в небесном лугу / Точит лазурные косы, / Гнет за дугою дугу?»), в котором эстетически значимым, высоким звучанием наполняются все предметы и понятия – и «сермяга», и «лыко», и «лапти», где, в развитие традиций А.В.Кольцова и И.С.Никитина, поэтизируется крестьянский труд. Величавыми, завораживающими, настраивающими на религиозный лад и в то же время реалистическими предстают в стихах Клюева картины севереной природы, «явь Обонежья» («Прослезилася смородина, / Травный слушая псалом...»), изба олонецкого мужика («В избе заслюдела стена, / Как риза рябой позолотой»), образ русского странника – неутомимого искателя «дали», «неведомой земли» (стих. Белая Индия и др.), русской крестьянки (стихи, вызванные смертью матери, растворяющейся, по Клюеву, в бессмертии родного «избяного» мира). Внеисторическая Русь Клюева, как и других новокрестьянских поэтов, поначалу с надеждой открылась советской действительности (член РКП(б) с 1918, Клюев писал: «Коммунист я, красный человек, запальщик, знаменщик, пулеметные очи»; в 1919–1920 поэт выступил с рядом пафосных революционных стихов, его стихотворение Распахнитесь, орлиные крылья приобрело хрестоматийную известность), однако утопия мужицкого рая так и не смогла совместиться с нею. В апреле 1920 Клюев был исключен из партии «за религиозные взгляды». В сб. Львиный хлеб (1922), включающем поэму Четвертый Рим, звучат как горькие мотивы покаяния, так и резкого несогласия с новой Россией, которая теперь под пером Клюева не только «смеется», но и «плачет». При этом оптимизм стихов Клюева питают любовь к природе и всему человечеству (в этом ключе и особое внимание Клюева к поэзии западноевропейских современников – П.Верлена, Р.М.Рильке; признание в Автобиографии, 1926: «Любимые мои поэты – Роман Сладкопевец, Верлен и царь Давид»), вера в «Божью благодать» и непременное достижение гармонии человека и Вселенной – при условии отказа от «железного» вторжения в нее, к которому, как и к его глашатаям и певцам, поэт остается непримиримым до конца дней («Маяковскому грезится гудок над Зимним...», «По мне Пролеткульт не заплачет...» и др.).

После публикации поэмы Деревня (1927) Клюев был подвергнут резкой критике за тоску по разрушенному сельскому «раю» и объявлен «кулацким поэтом». Ноты «кулацкого» протеста звучали в известных по фрагментам поэмах Клюева Соловки и Погорельщики, 1927; в опубликованной в 1991 поэме Песнь о Великой Матери, проникнутой автобиографическими и провиденциальными мотивами, в стихотворном цикле О чем шумят седые кедры (1933).

В 1932 из Ленинграда, где он жил с начала 1910-х годов, Клюев переехал в Москву. В 1934 был арестован и выслан в с. Колпашево Нарымского края Томской обл., затем переведен в Томск, где продолжал много писать, несмотря на подавленное состояние духа и болезни. В июне 1937 полупарализованный Клюев был обвинен в создании антисоветской церковно-монархической организации и расстрелян в Томске между 23 и 25 октября 1937.