Всего Олесем Гончаром было написано 10 романов, 8 повестей, несколько десятков рассказов, новелл, дневниковые записи, большое количество статей, очерков.

С 1937 г. Гончар начал публиковать свои первые произведения (в основном короткие рассказы) в республиканских изданиях («Литературная газета», «Пионерия», «Комсомолец Украины», «Молодой большевик»). За время учебы в университете (1938–1941) написаны новеллы «Иван Мостовой», «Черешни цветут», «Орленок», повесть «Стокозово поле».

В июне 1941 г. Гончар уходит добровольцем на фронт, пишет стихи (сборник «Фронтовые стихи», опубликован в 1985 г.), делает заметки, послужившие основой его новелл и романа «Знаменосцы». После демобилизации в 1945 г. работает над первой частью романа «Знаменосцы» – «Альпы». Роман был напечатан в 1946 г.

В 1947 г. печатается повесть «Земля гудит» о подпольщиках Полтавщины и вторая книга романа «Знаменосцы» «Голубой Дунай», роман, повествующий об освободительной миссии Советской Армии в Европе. Пишет новеллы и повести «Никита Братусь» (1950), «Пусть горит огонек» (1955). Историко-революционная дилогия Гончара «Таврия» (1952) и «Перекоп» (1957) посвящена событиям гражданской войны на Юге Украины. После заграничных поездок появляются книги очерков «Встречи с друзьями» (1950), «Китай вблизи» (1951).

В 1960 г. выходит роман «Человек и оружие», основанный на воспоминаниях писателя о студенческом добровольческом батальоне времен войны. Роман был удостоен Национальной премии Украины имени Шевченко (1962). Вторая часть дилогии роман «Циклон» был написан в 1970 г.

Роман в новеллах «Тронка» (1963) – первое крупное произведение Гончара, посвященное современной мирной жизни. В новеллах писатель раскрывает разные стороны жизни простых людей, жителей украинских степей. В романе «Тронка» впервые в украинской литературе остро ставится проблема искоренения сталинизма, борьбы старого с новым. На волне хрущевской оттепели роман был удостоен Ленинской премии (1964).

Тема современности поднимается в романе «Твоя заря» (1980), тему романтики, юношеских поисков в повести «Бригантина» (1973).

В 1980 г. вышла книга «Писательские размышления», в которой О. Гончар подводит итог своей деятельности.