В июне 1836 г. Гоголь вместе со школьным товарищем А. С. Данилевским уехал за границу. В Веве (Швейцария), Париже, Риме он работал над «Мёртвыми душами», начатыми ещё в 1835 г. по совету Пушкина. Одновременно писал драму из истории Запорожья (сохранились отрывки), повесть «Рим» (опубликована 1842) и др. За границей Гоголь встречался с Л. Мицкевичем, художником А. А. Ивановым и др. Во время приезда в Россию в 1839—1840 гг. Гоголь читал друзьям главы 1-гот. «Мёртвых душ», который был завершён в Риме в 1840—1841 гг. Вновь приехав в Россию в октябре 1841 г., Гоголь при содействии Белинского, В. Ф. Одоевского, М. Ю. Виельгорского и др. добился напечатания 1-го т. «Мёртвых душ» (1842). Эта книга, по выражению А. И. Герцена, «потрясла всю Россию». Глубокий её анализ дал Белинский в статьях, посвящённых Гоголю и направленных как против прямых нападок на книгу Гоголя (О. И. Сенковский, Н. А. Полевой), так и против ложного, предвзятого истолкования её идейного смысла (К. С. Аксаков). В 1842 г. Гоголь издал 4-томное собрание сочинений, где впервые увидела свет повесть «Шинель».
В 40-е гг. резко усилились реакционные элементы в мировоззрении Гоголя, углубились его связи с консервативно настроенными литераторами (Жуковский, Плетнёв, С. П. Шевырев, Н. М. Языков и др.). Воззрения Гоголя этой поры отразились в «Развязке Ревизора» (1846, опубликована 1856), в статье «Об Одиссее, переводимой Жуковским» (1846) и особенное книге «Выбранные места из переписки с друзьями» (1847), которая была подвергнута резкой критике Белинским в его «Письме к Гоголю». В 1848 г., после паломничества в Иерусалим, Гоголь окончательно вернулся в Россию. Живя в Петербурге, Одессе, Москве, он продолжал работу над 2-м т. «Мёртвых душ». Им всё сильнее овладевали религиозно-мистические настроения, состояние здоровья ухудшалось. В 1852 г. начались встречи Гоголя с протоиереем Матвеем Константиновским, фанатиком и мистиком. 11 февраля 1852 г., находясь в тяжёлом состоянии, Гоголь сжёг рукопись 2-го тома «Мёртвых душ». Вскоре писатель скончался.
В Великих Сорочинцах на месте дома, в котором родился Гоголь, создан музей. В Москве на Гоголевском бульваре поставлен памятник Гоголю работы Н. А. Андреева (1909), позднее перенесённый на Суворовский бульвар и установленный во дворе дома, где жил Гоголь. На Гоголевском бульваре в 1952 г. установлен памятник работы Н. В. Томского.