С 1915 года начал печататься в газетах. В 1916 году начинающий писатель послал М. Горькому письмо, приложив к нему несколько рассказов. В ответном письме Горький поддержал Иванова в стремлении стать писателем, а рассказы «Дед Антон» и «На Иртыше» опубликовал во втором «Сборнике пролетарских писателей» (Пг., 1917). При активном сотрудничестве с газетой «Согры» в 1918 году на свет появились многочисленные псевдонимы писателя, самым известным из которых был Всеволод Тараканов. В том же году, при наступлении белочехов, Иванов вступил в Красную гвардию и сражался до отхода советских войск из Омска, где его забыли при отступлении. Пытаясь спастись, молодой писатель приехал к отцу-монархисту, где стал свидетелем ужасной трагедии, лёгшей в основу рассказа «Отец и мать». Младший брат Палладий, играя с заряженным ружьём, убил отца. Всеволоду пришлось опять бежать, но на этот раз от казаков, обвинивших его в убийстве. Вернувшись в захваченный белыми Омск, Иванов обратился за помощью к своему другу Антону Сорокину. Тот в свою очередь устроил приятеля в типографию колчаковской газеты «Вперёд» (писатель не любил упоминаний о данном периоде своей жизни). Там же была набрана и отпечатана Ивановым в количестве 30 экземпляров его первая книга «Рогульки» (1919) . В 1921 он отправился в Петроград с поручением от газеты «Советская Сибирь», где от Всеволода Вячеславовича сбежала вместе с чешским офицером его первая жена Мария Николаевна Синицына. По рекомендации М. Горького открыл своей повестью «Партизаны» первый номер первого советского «толстого» журнала «Красная Новь» (1921), там же в №5 от 1922 года опубликовал повесть «Бронепоезд 14-69», послужившую основой одноимённой пьесы (1927).
В 1922 году Иванов издал повесть «Цветные ветра», объединённую им с вышеупомянутыми произведениями в сборник «Сопки: Партизанские повести» (1923). В том же году писатель женился во второй раз — на Анне Павловне Весниной, брак с которой продлился до 1927 года. Дочь от второго брака Мария Всеволодовна Иванова-Веснина стала актрисой Московского драматического театра.
Гражданской войне и начавшемуся в стране социалистическому строительству посвящены и проникнутые автобиографическими мотивами такие произведения Иванова, как роман «Голубые пески» (1922), пьеса «Блокада» (1928), повести «Хабу» (1925), «Гибель Железной» (1928), «Путешествие в страну, которой ещё нет» (1930), цикл «Повести бригадира М.Н. Синицына, рассказанные им в дни первой пятилетки» (1930–1931), многочисленные рассказы, статьи и воспоминания, положительными героями в которых выступали убеждённые коммунисты. Иванов был членом пролетарской группы писателей «Космист». Затем стал участником объединения «Серапионовы братья». В 1924 году переехал в Москву, где подружился с Сергеем Есениным и Борисом Пастернаком. Последний был его соседом как по “Дому писателей”, так и по даче в Переделкино. Они познакомились в 1928 году. Пастернак был частым гостем семьи Ивановых. В этом же, 1928-ом, году Иванов женился в очередной раз. Его третьей женой стала Тамара Владимировна Иванова (урождённая Каширина, 1900—1995), с которой писатель уже не расставался до самой смерти.
Когда Максим Горький в одном из первых своих писем посоветовал молодому писателю учиться, Иванов не только штудировал учебники, но и стал переписывать свои любимые произведения. Несколько раз он переписал “Мадам Бовари”, “Войну и мир”, “Гобсека”, “Утраченные иллюзии”, многие рассказы Чехова. По свидетельству Т.В. Ивановой, в молодости он работал по 12-14 часов в сутки, писал сразу несколько вещей. Вс. Иванов десятки раз переделывал свои произведения, стараясь угодить цензорам и быть напечатанным. У пьесы «Ломоносов» — 10 вариантов. Роман “Голубые пески” имеет три редакции, причём первые значительно отличаются от последних. 9 вариантов у неоконченного романа “Сокровища Александра Македонского”.
Разочарование в постреволюционной Советской России (особенно усилившееся в период нэпа), отход от политической ангажированности к пристальному вниманию к стихийно-иррациональному началу в человеке отразились в книге рассказов Иванова «Тайное тайных» (1927). Широта творческих поисков писателя сказалась в автобиографическом романе «Похождения факира» (1934–1935), созданном, по наблюдению В. Б. Шкловского, в традициях европейского плутовского романа, что было во многом связано с особенностями личности самого автора-героя (неуёмное честолюбие, тяга к экзотике, мистике и тайне, страсть к путешествиям, перемене мест и занятий; произведение было существенно переработано и тематически продолжено в романе «Мы идём в Индию» (1956), воссоздавшем впечатляющую картину предреволюционной России). Близкими по стилю советской «мениппее» 1920–1930-х годов была создана повесть «Чудесные похождения портного Фокина» (1924), а также историко-фантастическая повесть «Возвращение Будды» (1923), рассказывающая о попытке возвращения на родину некогда вывезенной из Монголии русским генералом священной статуи.
Когда началась Отечественная война, Вс. Иванов почти каждое утро выезжал из Москвы на фронт, навстречу подступающим силам захватчиков, и в этот же день успевал написать очередной очерк. Впоследствии вся публицистика вошла в сборник «Моё отечество». В 1942 году Иванов написал роман, возникший ещё в дни поездок по городам Подмосковья во время битв с немцами, — «Проспект Ильича», который до сих пор полностью не опубликован. В составе группы писателей после взятия Орла отправляется на фронт, чтобы общими силами создать книгу о битве за Орёл и Курск. Коллективный труд «В боях за Орёл» вышел в 1944 году. В конце войны вместе с наступающими войсками писатель попал в Варшаву, переправился через Одер, вошёл в Щецин, а затем в Берлин и в горящий рейхстаг. С Нюрнбергского процесса он слал для “Известий” корреспонденции и очерки, получившие название «Там, где судят убийц (На Нюрнбергском процессе)» (1946).
Последние девять лет своей жизни Вс. Иванов был председателем приёмной комиссии СП СССР и выпускной экзаменационной комиссии Литературного института, где ему было присвоено звание профессора. В 1959 г. осуществилась мечта “факира Сиволота” — вместе с супругой он поехал в Индию, до которой так и не дошёл в свои юношеские годы. После возвращения из последнего путешествия по Сибири в 1962 году Вс. Иванова отправили в больницу. Диагноз был страшный — гипернефрома. Супруга уговорила врачей скрыть от него диагноз — сказать, что у него камни в почке, требующие удаления. Он поверил и до операции и после писал дневниковые записи, которые озаглавил “Рассказы, придуманные на больничной койке”. Боли становились всё сильнее. Писатель впадал в полузабытьё. Умер Иванов в Москве 15 августа 1963 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище. На его могиле — два больших камня, на одном из которых выбиты имя, фамилия и годы жизни: “Всеволод Иванов, 1895-1963”. Рассыпаны вокруг камни поменьше — как память о той коллекции, которую он собирал всю свою жизнь.
Награждён двумя орденами, а также медалями. Именем писателя названы улицы в Павлодаре и Омске. В 1965 г. была выпущена почтовая марка СССР, посвящённая Иванову. В литературном музее им. Бухар жырау более двух тысяч единиц хранения представляют жизнь и творчество Иванова. Это переданные в дар павлодарцам вдовой писателя рукописи, фотографии, авторские машинописи романов и рассказов, личные вещи писателя, его письма. По описанию Т.В. Ивановой воссоздана обстановка рабочего кабинета Всеволода Вячеславовича в Переделкино. В одном из залов музея стоят рабочий стол писателя, книжный шкаф, кресло, кожаная ширма. Здесь и камни из его знаменитой коллекции, походный стакан, резная деревянная ваза для карандашей и много других экспонатов.
Огромна заслуга Тамары Владимировны в том, что после смерти писателя были опубликованы многие его произведения. Умерла она в 1995 году и похоронена в одной могиле с мужем на Новодевичьем кладбище. Сын — Вячеслав Всеволодович Иванов, лингвист. Пасынок — Михаил Всеволодович Иванов (родной сын Исаака Бабеля, 1926—2000), известный художник, участник выставок МОСХ «Группы девяти» (1961) и «Группы восьми» (1973). Падчерица — Татьяна Всеволодовна Иванова.