James Joyce debuterede med digtsamlingen ”Chamber Music” i 1907, men hans karriere startede for alvor med novellesamlingen ”Dubliners” fra 1914 – en samling af fortællinger, der med realisme og indre synsvinkel hos figurerne forsøger at komme tæt på de mennesker, som skildres. Fra starten af sit forfatterskab var Dublin – byen, James Joyce havde forladt som ung – et vigtigt omdrejningspunkt. Det samme var det selvbiografiske materiale, som fra begyndelsen spillede en væsentlig rolle.
Siden 1904 skrev James Joyce på en selvbiografisk roman, men han havde svært ved at finde den rette form, opgav projektet og forsøgte aldrig at få det udgivet. Den tredjedel af manuskriptet, som blev bevaret, blev udgivet under titlen ”Stephen Hero” posthumt. James Joyce påbegyndte herefter et nyt delvist selvbiografisk projekt, som denne gang skulle have en mere stringent form. Det resulterede i romanen ”A Portrait of the Artist as a Young Man”: En udviklingsroman om et ungt menneskets splittelse mellem sin religiøse opdragelses syndsbevidsthed og en spirende seksualitet og om hans opgør med familien, religionen og fædrelandet. Joyces første roman er ligeledes en kunstnerroman om et ungt mennesket, der stræber efter at blive et frit og selvstændigt menneske og kunstner.
James Joyces hovedværk ”Ulysses” er blevet kaldt det 20. århundredes vigtigste roman og en væsentlig fornyelse af romankunsten. ”Ulysses” har fået ry for at være svær at læse med alle sine referencer, stilarter og lange passager med romanfigurernes bevidstheds- og tankestrømme. Joyce henviste ofte selv til oplevelsen af musik i forhold til en ny tilgang til den modernistiske litteratur. Den danske forfatter Harald Voetmann hæfter sig også ved det musikalske og ved muligheden for mange forskellige slags læsninger af ”Ulysses”: ”Min egen tilgang til ”Ulysses”, og den jeg vil foreslå til de fleste dødelige, er i virkeligheden at give op på forhånd – hvilket er dejligt nemt – og derpå lade sig overvælde af det. Uanset hvor lidt man til at begynde med forstår, er der en enorm generøsitet og musikalitet og præcision i sproget, og det er dét, der fanger læseren ind.” (Harald Voetmann i Samlerens bogklubs medlemsblad, februar 2015).
I ”Ulysses” fremstilles det moderne menneske gennem en splintret, antik optik, og den episke fortælling udspiller sig i et ganske komprimeret tidsrum, nemlig kun én dag. ”Ulysses” er blandt meget andet et forsøg på at omplante Homers ”Odyssen” til et moderne Dublin og indeholder desuden sproglige labyrinter og en perlerække af litterære, religiøse og filosofiske parodier og referencer. Handlingsmæssigt er omdrejningspunktet en enkelt dag i den jødiske annonceagent Leopold Blooms ganske uglamourøse liv i Dublin, hans utro hustru som slanger sig i sin seng dagen lang og kunstneren Stephen Dedalus. Det særligt nyskabende i romanen er måske især dens radikale forsøg på at komme helt tæt på alle de både rationelle og irrationelle fragmenter, som hele tiden blandes i den menneskelige bevidsthed.
James Joyce ønskede at skildre verdenen realistisk og genkendelig – herunder også den indre, psykologiske virkelighed. Under den vanskeligt tilgængelige overflade indeholder romanen en diskussion af almenmenneskelige problemstillinger med tematikker som forholdet mellem mænd og kvinder, forældre og børn, autoritet og frihed, svigt, kald, kunstnerdrømme og dovenskab.
James Joyce fortsatte efter ”Ulysses” med sine sproglige eksperimenter i en endnu mere radikal variant med romanen ”Finnegans Wake”. Romanen er med sin blanding af ord fra adskillige sprog et slags sprogligt Babelstårn. Joyce cementerede med sit sidste værk sin position som avantgardistisk modernistisk forfatter, og hans litterære eksperimenter lagde grunden for en række senere eksperimenterede forfatterskaber.