Après la guerre de 1870, à laquelle il ne participe pas parce que, fils de veuve et myope, il n’est pas mobilisable, il devient journaliste parlementaire. C’est le 22 juillet 1872, par la signature du contrat qui le lie à l’éditeur Georges Charpentier, que commence véritablement sa carrière littéraire, qu’il mène de front avec le journalisme auquel il ne renonce pas.

Peu à peu ses romans lui valent l’amitié d’écrivains comme Flaubert, les frères Goncourt, Daudet et Tourgueniev. Lorsqu’il décide d’entreprendre sa vaste fresque romanesque, par souci de méthode, il veut établir un plan général, avant même d’écrire la première ligne.

Il tient aussi à préciser la différence de son entreprise avec celle d’un prédécesseur écrasant, Balzac et sa Comédie humaine : « Mon œuvre à moi sera tout autre chose. Le cadre en sera plus restreint. Je ne veux pas peindre la société contemporaine, mais une seule famille en montrant le jeu de la race modifiée par le milieu. (…) Ma grande affaire est d’être purement naturaliste, purement physiologiste ». Aujourd’hui, les théories scientifiques qui fondent les Rougon-Macquart sont tout à fait dépassées; l’œuvre, elle, reste toujours actuelle, sans doute parce que, au-delà des ambitions scientifiques de son auteur, elle demeure une réalisation considérable sur le plan littéraire.

La Fortune des Rougon (1871), le premier volume, est la base qui soutient et justifie tout l’édifice. Ce roman relate le coup d’État du prince Louis Napoléon Bonaparte, le 2 décembre 1851, vu d’une ville de Provence.

À la faveur de ce bouleversement politique, les ambitions se déchaînent : deux branches rivales d’une même famille, les Rougon et les Macquart, s’affrontent, les premiers se révélant bonapartistes par calcul, les seconds libéraux par pauvreté et par envie.

Le succès de L’Assommoir, publié en 1877, septième volume des Rougon-Macquart, lui confère à la fois la notoriété et l’aisance. Sa maison de Médan devient, le jeudi où il reçoit, le lieu de rendez-vous de jeunes écrivains tels que Huysmans ou Maupassant.

Indigné par la dégradation du capitaine Dreyfus, le 5 janvier 1895, à l’École militaire, il dénonce à la fin de l’année dans trois articles publiés par Le Figaro les campagnes de presse contre la République et les Juifs. Convaincu que le véritable coupable de l’affaire Dreyfus est le commandant Esterhazy, qui est acquitté à l’unanimité le 11 janvier 1898, Zola publie dans L’Aurore deux jours plus tard l’article J’accuse

Condamné à un an d’emprisonnement et à 3 000 francs d’amende, il doit quitter la France le 18 juillet 1898. À son retour, en 1899, injurié, radié de l’ordre de la Légion d’honneur, abandonné par une grande partie de ses lecteurs, il serait mort asphyxié dans sa maison à cause, semble-t-il, d'une main criminelle qui en aurait bouché la cheminée.

Une foule immense rendit hommage pendant ses obsèques à celui qui avait osé mettre en jeu sa notoriété au nom de la morale.

Les cendres de Zola sont transférées au Panthéon de Paris le 4 juin 1908. À la fin de la cérémonie au Panthéon, un journaliste anti-dreyfusard, Louis Grégori, ouvre le feu avec un révolver sur Alfred Dreyfus, qui n'est que légèrement blessé au bras.
Depuis 1985, la maison de Médan est devenue un musée. Tous les premiers dimanche d’octobre, un pèlerinage est organisé par la Société littéraire des amis d’Émile Zola.