Ele trabalhou na Divisão de Inteligência Naval britânica durante a Segunda Guerra Mundial, participando do planejamento da Operação Goldeneye e na supervisão de duas unidades de inteligência: a 30 Assault Unit e a T-Force. Seu serviço na guerra junto com sua carreira como jornalista lhe deram grande parte do pano de fundo, detalhes e profundidade das histórias de James Bond.

Fleming escreveu em 1952 seu primeiro romance de Bond, Casino Royale. Ele foi um grande sucesso, com três edições sendo encomendadas para atender a enorme demanda. Seguiram-se sete romances e duas coleções de contos entre 1953 e 1966. As histórias giravam em torno de James Bond, um agente do Serviço Secreto de Inteligência, comumente conhecido como MI6. Bond também é conhecido por seu codinome 007, sendo um comandante da Reserva Naval. Os romances de Bond estão entre os livros de ficção mais vendidos da história, com mais de cem milhões de cópias vendidas por todo o mundo. Fleming também escreveu o livro infantil Chitty-Chitty-Bang-Bang e duas obras de não-ficção.