В 1830 году Одоевский опубликовал новеллу «Последний квартет Беетговена», а год спустя «Opere del cavaliere Giambattista Piranesi» – первые новеллы из задуманного цикла «Дом сумасшедших». Эта книга должна была содержать около десятка повестей, рисующих непризнанных гениев, чей дар воспринимается обывателями как сумасшествие. Для «Дома сумасшедших» предназначалась также новелла о любимом композиторе Одоевского Иоганне Себастьяне Бахе. Бах для писателя – образец того, каким должен быть художник, познавший таинства высшей гармонии и проникший в недоступные простому человеку сферы духовной жизни. При этом финал жизни такого человека всегда трагичен: он умирает в одиночестве и бедности. Новеллы о художниках окончательно упрочили литературную известность Одоевского. Пушкин назвал «Последний квартет Беетговена» книгой, «замечательной по мыслям и по слогу», доказывающей, «что возникают у нас писатели, которые обещают стать наряду с прочими европейцами, выражающими мысли нашего века». В этот же цикл входила и повесть «Импровизатор», повествующая о гениальном пианисте, вступившем в сговор с нечистыми силами. В связи с «Импровизатором» в критике заговорили о появлении в русской словесности нового жанра – «философической повести».
Расцвет литературного творчества Одоевского приходится на 1830 – начало 1840-х годов, когда им были опубликованы «Пестрые сказки с красным словцом, собранные Иринеем Модестовичем Гомозейкою». В сборник вошли фантастические сказки, разные по типу повествования, но одинаковые по сатирическому пафосу. Рядом с образцами социальной сатиры («Сказка о том, по какому поводу Ивану Богдановичу Отношенью не удалося в Светлое воскресенье поздравить своих начальников с праздником») и бытовой фантастики («Сказка о мертвом теле, неизвестно кому принадлежащем»), аллегорические рассказы с критикой воспитания («Сказка о том, как опасно девушкам ходить по Невскому проспекту»), располагается обработка фольклорной былички («Игоша») и пародия на сентиментальную французскую прозу («Жизнь и похождения одного из здешних обывателей в стеклянной банке»). Одоевский впервые вводит в литературу тему «истории одного города», предвосхищая герценовский Малинов, салтыковский Крутогорск и провинциальную Россию А. Н. Островского. Объединяющим началом цикла является фигура «собирателя» сказок Иринея Модестовича Гомозейки, ученого чудака, ломающего голову «над началом вещей и прочими тому подобными нехлебными предметами». Гомозейка выступает своего рода alter ego автора, от его имени ведется проповедь целостного познания мира, утверждения высоких идеалистических начал в жизни человека. Кроме «Пестрых сказок» Одоевский написал и другие сказки, полюбившиеся детям и ставшие неотъемлемыми частями детского чтения: «Городок в табакерке» и «Мороз Иванович». Эти сказки кроме занимательного сюжета выполняли и отчетливые просветительские и педагогические функции.
В своей прозе 30-х годов Одоевский в основном обращался к критике несовершенств и пороков современному ему общества. Героя новеллы «Новый год» светская жизнь превращает из идеалиста и мечтателя в пустого и заурядного человека. Трагедии человеческой жизни, лишенной духовных стремлений, посвящена новелла «Бригадир», резко обличительные картины петербургского света возникают в новеллах «Бал» и «Насмешка мертвеца». При этом Одоевский стремился не к поверхностной критике порочного светского общества, а к проникновению в его глубинные механизмы. В повести «Княжна Мими» критики отметили умение автора «анатомировать» свет, а также живость рассказа и оригинальность характеров. Одним из опытов создания Одоевским целостных характеров является другая повесть – «Княжна Зизи», главной героиней которой является женщина необыкновенная, которая в малом семейном кругу смогла показать более благородства и твердости души, нежели многие мужчины на государственном поприще.
В своем петербургском, а затем и московском салоне Одоевский предпринял попытку сблизить ученых, музыкантов, литераторов, чиновников, светских людей разночинцев. Здесь бывали Пушкин, Глинка, Жуковский, Вяземский, Лермонтов, Шаховской, Крылов, Белинский, Достоевский, Островский, Фет, Л. Н. Толстой. Салон был своеобразным музыкальным центром, где играли почти все приезжие знаменитости, в том числе Ф. Лист и Р. Вагнер.