З. Фатхуллин драматургическую деятельность начал пьесой «Бутоны» (1928) о борьбе народа за новую, счастливую жизнь. Пьеса «Маска сорвана» (1932) показывает борьбу узбекского народа против буржуазно-националистической идеологии, пьеса «Орел раздавлен» (1931) – борьбу с внутренними и внешними врагами советской власти. Пьесы «Независимость» (1933) и «Золотая осень» (1937) посвящены хлопководам Узбекистана, «В дни испытаний» (1946) – узбекам – героям Отечественной войны. Вопросы ирригации ставит пьеса «Кровь земли» (1963), комедия «Ласточка моей весны» (1964) показывает жизнь колхозников республики. Пьесы Фатхуллина с успехом шли на сценах театров республики и за ее пределами.

В послевоенные годы 3. Фатхуллин, наряду с драматическими, пишет и прозаические произведения. Его повесть о Герое Советского Союза Кудрате Суюнове «Немеркнущая звезда» выдержала несколько изданий в Ташкенте и в Москве. В Москве вышел также сборник пьес. З. Фатхуллин – автор повестей «Бессмертие» (1951), «Я говорю тебе – живи!», музыкальной драмы «Ценою жизни» (совместно с Ш. Сагдуллой – 1957). Его перу принадлежит много очерков и рассказов. Изданы сборники пьес и избранные произведения 3. Фатхуллина в трех томах. Им также написан сценарий художественного фильма «Возвращайся с солнцем».

Творческая деятельность З. Фатхуллина отмечена званиями: Заслуженный деятель искусств Узбекской ССР (1963), Народный писатель Узбекской ССР (1983).