В своих философских сочинениях (важнейшие из них: «Мысли об объяснении природы», 1754; «Разговор д'Аламбера с Дидро», «Сон д'Аламбера», оба 1769, опубл. 1830; «Философские принципы материи и движения», 1770, опубл. 1798; «Элементы физиологии», 1774—80, опубл. 1875) Д. отстаивал материалистические идеи, рассматривая всё сущее как различные формообразования единой несотворённой материи. Согласно Д., материя качественно многообразна, в ней есть начало самодвижения, развития; задолго до Ч. Дарвина Д. высказал догадку о биологической эволюции. Основывая теорию познания на сенсуализме Дж.
Материализм Д. сказывается и в его эстетике. Борьба за реалистическое демократическое искусство составляет главное её содержание. В «Салонах» — критических обзорах периодических художественных выставок — Д. подвергает критике представителей классицизма и рококо (Ж. Вьен, Ф. Буше) и защищает жанровую живопись Ж. Б. С. Шардена и Ж. Б. Грёза, которая пленяет его правдивым изображением натуры, буржуазного быта. Борьба с классицизмом пронизывает и работы Д., посвящённые вопросам драматургии, театра, музыки. Вместе с другими энциклопедистами он принимает участие в так называемой войне буффонов, отстаивая реализм итальянской оперы. В драме он выдвигает идею среднего жанра, стоящего между трагедией и комедией, правдиво и серьёзно изображающего горести и радости повседневной жизни человека третьего сословия. Д. требует непредвзятого изображения жизни во всём её неповторимом индивидуальном своеобразии, стремится внести в драму будничный тон, максимально приблизить сцену к обыденной жизни («Беседы о “Побочном сыне”», 1757, и «Рассуждение о драматической поэзии», 1758). Вместе с тем Д. понимает, что художественный образ не «копия», а «перевод», и потому искусство обязательно включает в себя «долю лжи», которая является условием более широкой поэтической истины. Прекрасное Д. ищет в отношениях, связывающих между собой многочисленные факты действительного мира. Однако стремление сочетать точное до иллюзии изображение единичных явлений с поэтической правдой целого в эстетике Д. осталось не осуществлённым. Здесь сказалось противоречие между общедемократическим «всечеловеческим» идеалом Д. и буржуазным обществом, которое не могло служить ему реальным фундаментом. Д. поэтому вынужден искать почву для своего идеала не в истории, а в стоящей вне истории абстрактно понятой человеческой природе. С этим связано обращение Д. к первообразу, идеальной модели, незыблемой и абсолютной норме прекрасного, получившей наиболее полное выражение в греческой классике («Введение к Салону», 1767). Эти мотивы предвосхищают ту волну классицизма, которая захватит французское искусство в предреволюционные и революционные годы. Те же тенденции пронизывают и «Парадокс об актёре» (1773—78, изд. 1830). Д. теперь рассматривает театр как «иной» условный художественный мир. На сцене ничто не совершается, как в жизни, и потому от актёра требуется не «чувствительность», а рассудочность, холодное мастерство, наблюдательность, знание условных правил искусства и умение подчиняться им. Эстетический идеал Д. неотделим от идеала социального и нравственного.
Художественное творчество Д. разнообразно по жанрам. Ранние пьесы Д. «Побочный сын...» (1755, изд. 1757) и «Отец семейства» (1756, изд. 1758) интересны как иллюстрация к драматургической теории «среднего жанра»; в художественном отношении они мало удачны. Интереснее поздняя одноактная пьеса «Хорош он или дурён?» (1781, изд. 1834), в которой проявилась сложная диалектика добра и зла. Выдающимся явлением реализма 18 в. была проза Д. Роман «Монахиня» (1760, изд. 1796) — яркое антиклерикальное произведение. Монастырь вырастает в романе в грандиозный символ извращённой цивилизации.